課堂討論一鐵碳相圖

第二章金屬材料組織和性能的控制第二節(jié)合金的結晶2.2.1二元合金的結晶2.2.2合金的性能與相圖的關系2.2.3鐵碳合金的結晶鐵碳合金相圖課堂討論作業(yè)：（P15，4、5、7）4.圖2-2為Pb-Sn相圖，1）用冷卻曲線表示96%Pb的Pb-Sn合金的平衡結晶過程，畫出室溫平衡組織示意圖，標上各組織組成物。2）計算該合金室溫組織中組成相的相對重量。3）計算該合金室溫組織中組織組成物的相對重量。4）指出該合金系室溫組織中含βⅡ最多的合金成分。5）指出該合金系室溫組織中共晶體最多和最少的合金的成分或成分范圍。5.合金相圖如圖2-3所示：1）標上(1)-(3)區(qū)域中存在的相。2）標上(4)、(5)區(qū)域中的組織。3）相圖中包括哪幾種轉變？寫出它們的反應式。1）L+γ，γ+β，α+β2）β+αII+（α+β）β+αII3）勻晶：Ｌ→γ共析：γ→αβ二次結晶：α→β，β→αγ→α，γ→β一個二元共晶反應如下：L(75%B)→α(15%B)+β(95%B)（1）含50%B的合金凝固后求：1）初晶α與共晶體（α+β）的重量百分數(shù)；2）α相與β相的重量百分數(shù)；（2）若共晶反應后β初晶和（α+β）共晶各占一半，求該合金的成分。共析反應前：相：F組織：F共析反應后：相：F組織：F室溫：組成相：F+Fe3C組織：F+Fe3CⅢ（1）工業(yè)純鐵〔w﹝C﹞≤0.0218﹪〕返回（2）共析鋼〔w﹝C﹞=0.77﹪〕返回共析反應前：相：γ組織：A共析反應后：相：F+Fe3C組織：P室溫：相：F+Fe3C組織：P（3）亞共析鋼〔0.0218﹪~0.77﹪〕返回共析反應前：相：γ+α組織：A+F共析反應后：相：F+Fe3C組織：P+F室溫：相：F+Fe3C組織：P+F（4）過共析鋼〔0.77﹪~2.11﹪〕返回共析反應前：相：γ+Fe3C組織：A+Fe3CII共析反應后：相：F+Fe3C組織：P+Fe3CII室溫：相：F+Fe3C組織：P+Fe3CII（6）亞共晶白口鐵〔2.11﹪~4.3﹪〕返回共析反應前：相：γ+Fe3C組織：A+Fe3CII+Le共析反應后：相：F+Fe3C組織：P+Fe3CII+Le’室溫：相：F+Fe3C組織：P+Fe3CII+Le’1、默畫出鐵碳合金相圖，標注各點的符號及成分，純鐵的三個特征溫度及三條水平線的溫度，填上各區(qū)的組織，明確重要點、線、相區(qū)的意義。2、三條水平線上的反應性質，寫出反應式，說明相變的特點。3、畫出純鐵的冷卻曲線，并說明它的同素異構轉變及同素異構體。4、分析含碳0.01%、0.4%、0.77%、1.2%、3.5%的鐵碳合金的平衡結晶過程。要求（1）畫出冷卻曲線及組織轉變示意圖。（2）用杠桿定律計算727℃共析反應前后各合金的相組成與組織組成物的相對百分含量。（3）分析室溫與727℃共析反應后各合金的相組成物與組織組成物的異同。討論課（輔助教材，P62，1~5）5、分析鐵碳合金中五種滲碳體的形成條件、來源、形態(tài)、分布、多少等特點及對合金性能的影響。6、畫出各種典型鐵碳合金的室溫平衡組織示意圖，標明各組織組成物，并說出各組織特征。總結鐵碳合金的成分、組織、性能三者之間的關系。7、什么是相？什么是組織？什么是組織組成物？相和組織有什么關系？下面所列哪些是相，哪些是組織，哪些是組織組成物：F，P，Le′，A，F(xiàn)+P，F(xiàn)e3CII，Le+Fe3CI，F(xiàn)e3C8、杠桿定律應用的條件是什么？鐵碳合金相圖有何應用？圖2-39標注組織的Fe-Fe3C相圖

第1題(1)HJB包晶轉變線(2)ECF共晶轉變線共晶反應：一定成分液相在恒溫下同時結晶出兩種成分確定的固相的反應，γ和Fe3C的混合物——Le(3)PSK共析轉變線共析反應：一定成分固相在恒溫下同時結晶出兩種成分確定的固相的反應，α和Fe3C的混合物——P三條水平線包晶反應：一定成分液相和一定成分固相在恒溫下結晶出一定成分固相的反應第2題第3題4、分析含碳0.01%、0.4%、0.77%、1.2%、3.5%的鐵碳合金的平衡結晶過程。要求：（1）畫出冷卻曲線及組織轉變示意圖。（2）用杠桿定律計算727℃共析反應前后各合金的相組成與組織組成物的相對百分含量。（3）分析室溫與727℃共析反應后各合金的相組成物與組織組成物的異同。相組成：F+Fe3C組織組成物：共析反應后，F(xiàn)，F(xiàn)+P，P，P+Fe3CII，P+Fe3CII+Le’室溫，量上存在不同（0.02和0.0008），以上加Fe3CIII第5題第4題五種Fe3C：

Fe3CⅢ(≤0.0218﹪

)從F晶界析出，沿晶界呈小白片狀分布，極少，由于含量很小對性能影響很?。籉e3C共析共析反應產生，與F呈交替層片狀（P），窄條狀，提高強度、硬度Fe3CⅡ從A中析出，以網狀分布于A晶界，合金強度增高變慢，當ω(C)%>0.9%，F(xiàn)e3CII沿晶界形成完整的網，強度迅速下降，到2.11%已下降到很低(基體變?yōu)镕e3C)，再增加含碳量強度變化不大且值很低。隨含碳量增加塑性連續(xù)下降。Fe3C共晶由共晶反應產生，與A相關形成，在Le中為連續(xù)的基體，比較粗大

Fe3CⅠ從液體中直接形成，呈規(guī)則長條狀，作為基體，硬而脆第6題0.1%CF+P0.4%CF+P0.77%CP1.2%CP+Fe3CII3.5%CP+Fe3CII+Le’第7題相：在金屬或合金中，凡化學成分相同、晶體結構相同并有界面與其他部分分開的均勻組成部分叫做相。組織（顯微組織）：金屬材料內部的微觀形貌。組織組成物：合金組織中那些具有確定本質，一定形成機制的特殊形態(tài)的組成部分。組織由數(shù)量、形態(tài)、大小和分布方式不同的各種相組成。相：F、A、Fe3C組織：F、P、Le’、A、F+P、Fe3CII、Le+Fe3CI組織組成物：F、