第四章-二元相圖課件

第四章二元合金相圖6/12/20231二元相圖前言物質(zhì)再溫度、壓力、成分變化時(shí)，其狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化。相圖就是表示物質(zhì)的狀態(tài)、壓力、溫度的關(guān)系的簡(jiǎn)明圖解。利用相圖，我們可以知道在熱力學(xué)平衡條件下，各種成分的物質(zhì)在不同溫度、壓力下的相組成、各種相的成分、相的相對(duì)量。6/12/20232二元相圖第一節(jié)相圖的基本概念主要內(nèi)容如下：?相圖的定義、表示方法及其測(cè)定；?相平衡的概念及相平衡的條件；?相律Material6/12/20233二元相圖1.相圖定義合金系中相的狀態(tài)和組織與成分、溫度之間的關(guān)系圖稱(chēng)為相圖（壓力恒定）。Material二元合金相圖的表示相圖的建立1.實(shí)驗(yàn)測(cè)定法（熱分析法）熱分析示意圖6/12/20234二元相圖2.相圖的建立1.勻晶相圖的建立勻晶相圖Material6/12/20235二元相圖2.相圖的建立（續(xù)）2.共晶相圖的建立共晶相圖Material6/12/20236二元相圖3.杠桿定律1.杠桿定律杠桿定律示意圖Material杠桿定律只適合于兩相區(qū)1.杠桿定律的表達(dá)式在兩相區(qū)內(nèi)，兩相的重量比與相圖中所截兩線段成反比。2.應(yīng)用（1）確定兩平衡相的相對(duì)含量及各相所占的重量分?jǐn)?shù)（2）確定兩平衡相的成分（3）求合金成分MaterialMaterial6/12/20237二元相圖4.相平衡與相律1.相平衡?合金中各相之間不發(fā)生相變（動(dòng)態(tài)平衡）。2.相平衡的條件?各組元在各相中的化學(xué)位相等。Material6/12/20238二元相圖4.相平衡與相律（續(xù)）1.相律定義在平衡條件下，系統(tǒng)的自由度數(shù)與相數(shù)、組元數(shù)之間的關(guān)系。表達(dá)式在壓力恒定的條件下，有：

F=C-P+1式中，f—自由度數(shù)；C—組元數(shù)；P—相數(shù)應(yīng)用確定自由度數(shù)；確定系統(tǒng)由幾相平衡共存；Material6/12/20239二元相圖第二節(jié)二元相圖的基本類(lèi)型1.基本內(nèi)容?勻晶轉(zhuǎn)變與勻晶相圖?共晶轉(zhuǎn)變與共晶相圖?包晶轉(zhuǎn)變與包晶相圖Material6/12/202310二元相圖1.勻晶相圖與勻晶轉(zhuǎn)變?勻晶轉(zhuǎn)變 由液相直接析出單相固溶體的過(guò)程。（Lα)?勻晶相圖 完全具有勻晶轉(zhuǎn)變的相圖。（典型：Cu-Ni相圖）?相圖分析兩點(diǎn)：純組元的熔點(diǎn)；兩線：L,S相線；三區(qū)：L,α,L+α。MaterialCu－Ni勻晶相圖6/12/202311二元相圖12LL+ααNiCuWCu%LLαα1點(diǎn)以上1-2點(diǎn)2點(diǎn)以下30%Cu1.勻晶相圖與勻晶轉(zhuǎn)變（續(xù)）Material1.勻晶系合金（30%Cu）凝固過(guò)程示意圖6/12/202312二元相圖1.勻晶轉(zhuǎn)變過(guò)程中原子擴(kuò)散示意圖CuNiα1α2L1.勻晶相圖與勻晶轉(zhuǎn)變（續(xù)）Material6/12/202313二元相圖1.勻晶相圖與勻晶轉(zhuǎn)變（續(xù)）?平衡結(jié)晶過(guò)程 平衡結(jié)晶就是無(wú)限緩慢地冷卻，原子擴(kuò)散非常充分，時(shí)時(shí)達(dá)到相平衡條件的一種結(jié)晶方式。?固溶體結(jié)晶機(jī)理 與純金屬結(jié)晶的相同處 與純金屬結(jié)晶的不同處1.固溶體的平衡結(jié)晶及其組織Material

?與純金屬結(jié)晶的比較

①

相同點(diǎn)：基本過(guò)程：形核－長(zhǎng)大；熱力學(xué)條件：⊿T>0；

能量條件：能量起伏；結(jié)構(gòu)條件：結(jié)構(gòu)起伏。②不同點(diǎn)：合金在一個(gè)溫度范圍內(nèi)結(jié)晶合金結(jié)晶是選分結(jié)晶：需成分起伏分析6/12/202314二元相圖固溶體的非平衡過(guò)程及其組織1.勻晶相圖與勻晶轉(zhuǎn)變（續(xù)）MaterialCu-Ni不平衡結(jié)晶凝固及組織圖6/12/202315二元相圖1.勻晶相圖與勻晶轉(zhuǎn)變（續(xù)）?晶內(nèi)偏析 一個(gè)晶粒內(nèi)部成分不均勻的現(xiàn)象（微觀偏析）。?影響枝晶偏析的因素①冷卻速度②相圖中L-S相線的間隔③偏析元素的擴(kuò)散能力?消除枝晶偏析的手段

產(chǎn)生偏析的實(shí)質(zhì)：原子擴(kuò)散不充分，造成各處成分不均勻。

消除手段：擴(kuò)散退火（均勻化退火）。1.偏析Material6/12/202316二元相圖2.共晶相圖1.基本內(nèi)容?共晶相圖?典型合金的平衡結(jié)晶過(guò)程?初晶與共晶組織?共晶合金的不平衡結(jié)晶及組織Material6/12/202317二元相圖2.共晶相圖(續(xù)）共晶轉(zhuǎn)變

組成共晶相圖的兩組元，在液態(tài)可無(wú)限互溶，而固態(tài)只能部分互溶，甚至完全不溶。兩組元的混合使合金的熔點(diǎn)比各組元低，因此，液相線從兩端純組元向中間凹下，兩條液相線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度稱(chēng)為共晶溫度。在該溫度下，液相通過(guò)共晶凝固同時(shí)結(jié)晶出兩個(gè)固相，這樣兩相的混合物稱(chēng)為共晶組織或共晶體。以Pb-Sn相圖為例：Material6/12/202318二元相圖2.共晶相圖(續(xù)）Material1.共晶相圖相平衡線MN把相圖劃分為3個(gè)單相區(qū)：L，α，β；3個(gè)兩相區(qū)：L+α，L+β，α+β；而L相區(qū)在共晶線上部的中間，α相區(qū)和β相區(qū)分別位于共晶線的兩端。Pb-Sn共晶相圖Material2.相圖分析附注根據(jù)相律，在二元系中，三相共存時(shí)，自由度為零，共晶轉(zhuǎn)變是恒溫轉(zhuǎn)變，故是一條水平線。圖中MF和NG線分別為α固溶體和β固溶體的飽和溶解度曲線，它們分別表示α和β固溶體的溶解度隨溫度降低而減少的變化。

6/12/202319二元相圖2.共晶相圖(續(xù)）合金的平衡結(jié)晶及其組織（以Pb-Sn相圖為例）（1）Wsn<19％的合金①凝固過(guò)程（冷卻曲線、相變、組織示意圖）。②二次相（次生相）的生成：脫溶轉(zhuǎn)變（二次析出或二次再結(jié)晶）。③室溫組織（α＋βⅡ）及其相對(duì)量計(jì)算。Material含10％的Pb－Sn合金平衡冷卻示意圖6/12/202320二元相圖2.共晶相圖(續(xù)）Material1.共晶合金（含61.9％Sn）

w(sn)＝61.9%的合金為共晶合金。該合金從液態(tài)緩冷至183℃時(shí)，液相LE同時(shí)結(jié)晶出α和β兩種固溶體，這一過(guò)程在恒溫下進(jìn)行，直至凝固結(jié)束。繼續(xù)冷卻時(shí)，共晶體中α和β相將各自沿MF和NG溶解度曲線變化而改變其固溶度，附注2.共晶組織MaterialPb－Si共晶組織從α和β中分別析出βII和αII。由于共晶體中析出的次生相常與共晶體中同類(lèi)相結(jié)合在一起，所以在顯微鏡下難以分別出來(lái)，所以室溫組織為α＋β6/12/202321二元相圖2.共晶相圖(續(xù)）1.亞共晶合金（19%<Sn<61.9%）

成分位于M，E兩點(diǎn)之間的合金稱(chēng)為亞共晶合金，因?yàn)樗某煞值陀诠簿С煞侄挥胁糠忠合嗫山Y(jié)晶成共晶體。室溫組織通?？蓪?xiě)為

α初+(α+β)+βIIMaterial2.亞共晶合金（19%<Sn<61.9%）MaterialPb－Sn亞共晶結(jié)晶過(guò)程示意圖附注液相共晶反應(yīng)生成的(α+β)在冷卻過(guò)程中，會(huì)同時(shí)沿MF和NG變化，析出βII和αII，但是βII和αII

量很少，同時(shí)分別依附在β＋α上，不易分辨，所以室溫組織為α初+(α+β)+βII6/12/202322二元相圖2.共晶相圖(續(xù)）1.過(guò)共晶合金

成分位于E，N兩點(diǎn)之間的合金稱(chēng)為過(guò)共晶合金。其平衡凝固過(guò)程及平衡組織與亞共晶合金相似，只是初生相為β固溶體而不是α固溶體。室溫時(shí)的組織為β初+(α+β)＋αII

。Material2.過(guò)共晶合金組織MaterialPb－Sn過(guò)共晶組織6/12/202323二元相圖2.共晶相圖(續(xù)）1.共晶相圖的組織MaterialPb－Sn共晶相圖組織分布圖6/12/202324二元相圖3.共晶組織形態(tài)1.三種常見(jiàn)共晶組織的立體圖Material6/12/202325二元相圖3.共晶組織形態(tài)（續(xù)）Material1.幾種常見(jiàn)共晶組織的圖6/12/202326二元相圖3.共晶組織形態(tài)（續(xù)）1.搭橋方式生長(zhǎng)的共晶合金Material6/12/202327二元相圖4.共晶組織長(zhǎng)大過(guò)程Material1.層片狀共晶的長(zhǎng)大過(guò)程成分互惠－交替形核片間搭橋－促進(jìn)生長(zhǎng)

兩相交替分布共晶組織6/12/202328二元相圖5.共晶合金的不平衡結(jié)晶及組織偽共晶 不是共晶成分的合金獲得全部共晶體的組織。

離異共晶 在共晶相數(shù)量較多而共晶體數(shù)量很少的情況下，共晶體中與初晶相同的一相往往依附于初晶生長(zhǎng)，而使共晶中的另一組成相留在晶界或枝間處，從而看不出典型的共晶組織形態(tài)。把這種兩相分離的共晶組織稱(chēng)為離異共晶。MaterialMaterial6/12/202329二元相圖5.共晶合金的不平衡結(jié)晶及組織（續(xù)）1.共晶合金的不平衡結(jié)晶MaterialMaterial2.共晶合金的不平衡結(jié)晶組織6/12/202330二元相圖6.包晶相圖1.基本內(nèi)容?包晶相圖?典型合金的平衡結(jié)晶?包晶轉(zhuǎn)變機(jī)理及不平衡結(jié)晶Material6/12/202331二元相圖6.包晶相圖（續(xù)）1.包晶相圖具有包晶轉(zhuǎn)變特征的相圖。2.包晶轉(zhuǎn)變 一定成分的液相和一定成分的固相在恒溫下轉(zhuǎn)變成為另一固相。

以Pt-Ag相圖為例：

LC+αP

βDMaterialPt－Ag包晶相圖附注E點(diǎn)和書(shū)上的P點(diǎn)不一樣Material6/12/202332二元相圖1.典型合金的平衡結(jié)晶（1）w(Ag)為42.4％的Pt－Ag合金

結(jié)晶過(guò)程：液相：AC固相：AP

PDC發(fā)生共晶反應(yīng)

LC+αP

βD

室溫組織：β＋αⅡ。6.包晶相圖（續(xù)）Material6/12/202333二元相圖1.典型合金的平衡結(jié)晶（2）42.4％＜w(Ag)＜66.3％的pt-Ag

結(jié)晶過(guò)程：

合金II緩冷至包晶轉(zhuǎn)變前的結(jié)晶過(guò)程與上述包晶成分合金相同，由于合金H中的液相的相對(duì)量大于包晶轉(zhuǎn)變所需的相對(duì)量，所以包晶轉(zhuǎn)變后，剩余的液相在繼續(xù)冷卻過(guò)程中，將按勻晶轉(zhuǎn)變方式繼續(xù)結(jié)晶出產(chǎn)β相，其成分沿CB液相線變化，而b相的成分沿DB線變化，直至t3溫度全部凝固結(jié)束。室溫組織：β＋αⅡ。6.包晶相圖（續(xù)）Material6/12/202334二元相圖1.典型合金的平衡結(jié)晶（3）10.5％＜w(Ag)＜42.4％

的Pt-Ag合金結(jié)晶過(guò)程：合金III在包晶反應(yīng)前的結(jié)晶情況與（2）情況相似。室溫組織：

β＋αⅡ＋α＋βⅡ6.包晶相圖（續(xù)）Material6/12/202335二元相圖6.包晶相圖（續(xù)）1.包晶轉(zhuǎn)變機(jī)理及不平衡結(jié)晶包晶轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物β相包圍著初生相a，使液相與a相隔開(kāi)，阻止了液相和a相中原子之間直接地相互擴(kuò)散，而必須通過(guò)β相，這就導(dǎo)致了包晶轉(zhuǎn)變的速度往往是極緩慢的.顯然，影響包晶轉(zhuǎn)變能否進(jìn)行完全的主要矛盾是所形成新相β內(nèi)的擴(kuò)散速率。

實(shí)際生產(chǎn)中的冷速較快，包晶反應(yīng)所依賴(lài)的固體中的原子擴(kuò)散往往不能充分進(jìn)行，導(dǎo)致包晶反應(yīng)的不完全性，即在低于包晶溫度下，將同時(shí)存在未參與轉(zhuǎn)變的液相和a相，其中液相在繼續(xù)冷卻過(guò)程可能直接結(jié)晶出b相或參與其他反應(yīng)，而a相仍保留在β相的心部，形成包晶反應(yīng)的非平衡組織.2.擴(kuò)散退火可以消除或改善包晶偏析MaterialMaterial6/12/202336二元相圖7.包晶轉(zhuǎn)變的應(yīng)用1.細(xì)化晶粒2.軸承合金MaterialMaterial6/12/202337二元相圖8.其它類(lèi)型的二元合金相圖1.具有穩(wěn)定化合物的相圖穩(wěn)定化合物——加熱時(shí)具有固定的熔點(diǎn)，在熔點(diǎn)以下保持固有的結(jié)構(gòu)不發(fā)生分解。在相圖上把這種化合物看做一個(gè)獨(dú)立組元，用一條垂線表示，并把相圖分成兩個(gè)獨(dú)立的相圖。例：Mg-Si系Material6/12/202338二元相圖8.其它類(lèi)型的二元合金相圖（續(xù)）2.具有共析反應(yīng)的相圖共析轉(zhuǎn)變—一定成分的固相在恒溫下同時(shí)析出兩個(gè)不同成分的固相。（屬于共晶型轉(zhuǎn)變，但是沒(méi)有液相參與反應(yīng)）例：Fe-Fe3C系：

Material（PSK共析線）6/12/202339二元相圖小結(jié)1.二元相圖中，有水平線的地方必有三相平衡反應(yīng)。2.三相平衡反應(yīng)中，有液相參加的三相平衡反應(yīng)－“晶”；沒(méi)有液相參加的三相平衡反應(yīng)－“析”Material6/12/202340二元相圖9.二元相圖的分析方法及應(yīng)用基本內(nèi)容二元相圖的一些幾何規(guī)律相區(qū)接觸法則二元相圖中的三元平衡區(qū)必定是一條等溫水平線。相區(qū)分析的一般步驟二元相圖的應(yīng)用Material6/12/202341二元相圖9.二元相圖的分析方法及應(yīng)用（續(xù)）相區(qū)接觸法則相圖中相鄰相區(qū)的相數(shù)差為一（點(diǎn)接觸除外）。即兩個(gè)單相區(qū)之間必定有一個(gè)由這兩個(gè)組成的兩相區(qū)；兩個(gè)兩相區(qū)之間必須以單相區(qū)或三相區(qū)（水平線）隔開(kāi)。二元相圖中的三相平衡區(qū)必定是一條等溫水平線。相律：f=C-P+1=2-3+1=01.二元相圖的一些幾何規(guī)律Material6/12/202342二元相圖

看相圖中是否存在穩(wěn)定化合物。如存在的話，則將穩(wěn)定化合物作為獨(dú)立組元，把相圖分成幾個(gè)部分進(jìn)行分析。確定各單相區(qū)及其中的相。根據(jù)相區(qū)接觸法則，確定各相區(qū)中的組成相，并分析各相界線及成分點(diǎn)的意義。找出三相共存水平線及與其點(diǎn)接觸的三個(gè)單相區(qū)。由三個(gè)單相區(qū)與水平線的相對(duì)位置確定三相平衡轉(zhuǎn)變的性質(zhì)。應(yīng)用相圖分析具體合金的結(jié)晶過(guò)程和組織。利用杠桿定律計(jì)算兩相或兩組織的相對(duì)量。2.相區(qū)分析的一般步驟9.二元相圖的分析方法及應(yīng)用（續(xù)）Material6/12/202343二元相圖3.二元相圖的應(yīng)用應(yīng)用相圖時(shí)要注意的問(wèn)題相圖反映的是平衡條件下相的平衡，而不是組織的平衡。但是可以在相圖上標(biāo)注出各相區(qū)的組織組成物。相圖給出的是平衡狀態(tài)時(shí)的情況。二元相圖只反映二元合金相的平衡關(guān)系。9.二元相圖的分析方法及應(yīng)用（續(xù)）Material6/12/202344二元相圖2.根據(jù)相圖判斷合金的力學(xué)性能單相固溶體合金兩相混合物合金3.根據(jù)相圖判斷合金的熱處理可能性4.判斷合金的鑄造性能5.判斷合金的其它工藝性能壓力加工性切削加工性能3.二元相圖的應(yīng)用9.二元相圖的分析方法及應(yīng)用（續(xù)）Material6/12/202345二元相圖第四節(jié)鐵碳相圖和鐵碳合金c%2.11wt.%：碳鋼c%2.11wt.%：鑄鐵

1.前言Material6/12/202346二元相圖第四節(jié)鐵碳相圖和鐵碳合金Fe-C合金的基本相及組織

Fe-Fe3C相圖

基本內(nèi)容：Lessons6/12/202347二元相圖1.Fe-C合金的基本相及組織1.純Fe（pureiron):①C%0.0218wt.%，Tm=1538℃，有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：

1394℃：-Fe-Fe（A4轉(zhuǎn)變），晶體結(jié)構(gòu)由bcc

fcc

912℃：-Fe-Fe（A3轉(zhuǎn)變），晶體結(jié)構(gòu)由fcc

bcc②-Fe在770℃恒溫下發(fā)生磁性轉(zhuǎn)變（A2轉(zhuǎn)變）；2.C在Fe中的間隙固溶體①鐵素體（ferrite）

C在-Fe中的固溶體，bcc晶格，含C量低，C%max=0.0218wt.%

（727℃），常用或F表示；②奧氏體（austenite）

C在-Fe中的固溶體，fcc晶格，C%max=2.11wt.%（1148℃），

常用或A表示6/12/202348二元相圖1.Fe-C合金的基本相及組織(續(xù))3.滲碳體（Fe3C,cementite）Fe3C：Fe與C的化合物（復(fù)雜間隙相，C%=6.69wt.%）

硬而脆，塑性差，網(wǎng)狀、粒狀、條狀等（由熱處理?xiàng)l件決定）

4.珠光體（pearlite)

共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物（共析體)，與Fe3C的機(jī)械混合物，常用P表示，

性能位于與Fe3C之間。5.萊氏體（ledeburite）共晶轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物（共晶體），共析線以上溫度為與Fe3C的機(jī)械混

合物——高溫萊氏體（Ld）；共析線以下溫度為P與Fe3C的機(jī)械混

合物——低溫萊氏體（Ld’）。來(lái)氏體通常硬而脆，通常呈魚(yú)骨狀。

6.石墨（graphite）單質(zhì)的C（100%C），多出現(xiàn)在鑄鐵組織中，強(qiáng)度、硬度、塑性都

很低。6/12/202349二元相圖2.Fe-Fe3C相圖

1.三條水平線

①包晶轉(zhuǎn)變

1495℃，HJB：L0.53+δ0.090.17；

②共晶轉(zhuǎn)變即LLd1148℃，ECF：L0.43(2.11

+Fe3C6.69)

③共析轉(zhuǎn)變即

P，727℃，PSK（A1線）：

0.77(0.0218+Fe3C6.69)本節(jié)的主要內(nèi)容是闡述相圖中的幾條重要線。Lessons6/12/202350二元相圖2.Fe-Fe3C相圖(續(xù))2.三條重要的固態(tài)相變線①GS線（A3線）合金在冷卻過(guò)程中，的開(kāi)始

線，也是加熱時(shí)的終了線。②ES線（Acm線）

C在中的固溶線，合金從1148℃

到727℃時(shí)，從中析出Fe3CⅡ，

2.110.77+Fe3CⅡ6.69③PQ線C在中的固溶線，合金從1148℃

冷到室溫時(shí)，從中析出Fe3CⅢ，

0.0218

0.001+Fe3CⅢ6.69Lessons6/12/202351二元相圖2.Fe-Fe3C相圖(續(xù))3.其它線①A2線（770℃）

的磁性轉(zhuǎn)變線，770℃時(shí)為

鐵磁性②A0線（230℃）

Fe3C的磁性轉(zhuǎn)變線，230℃時(shí)

Fe3C為鐵磁性Lessons6/12/202352二元相圖2.Fe-Fe3C相圖(續(xù))4.典型合金的結(jié)晶過(guò)程1）工業(yè)純鐵w(C)<0.0218%;

2)共析鋼w(C)=0.77%；

3)亞共析鋼0.0218%<w(C)<0.77%；

4)過(guò)共析鋼0.77%<w(C)<2.11%；

5)共晶白口鐵w(C)=4.30%；

6)亞共晶白口鐵2.11%<w(C)<4.30%；

7)過(guò)共晶白口鐵4.30%<w(C)<6.69%；Lessons6/12/202353二元相圖Lδ-Feγ-Feα-FeFeFe3C06.69727℃1148℃1495℃0.772.114.30PLd’L+γLd’+Fe3CP+Fe3C+Ld’P+αP+Fe3CA1A3ACmγ+α1227℃L+Fe3CLd鋼鑄鐵5.以組織標(biāo)注的Fe-Fe3C相圖

6/12/202354二元相圖2.Fe-Fe3C相圖(續(xù))6.Fe-Fe3C相圖的組織

Lessons工業(yè)純鐵亞共析鋼共析鋼過(guò)共析鋼亞共晶鑄鐵共晶鑄鐵過(guò)共晶鑄鐵6/12/202355二元相圖2.Fe-Fe3C相圖(續(xù))6.Fe-C合金的分類(lèi)及其組織類(lèi)別合金C%(wt.%)組織舉例純鐵0.0218

+Fe3CⅢ

－－鋼亞共析鋼0.0218~0.77

+P+Fe3CⅢ

45鋼、20鋼

共析鋼0.77PT8過(guò)共析鋼0.77~2.11P+Fe3CⅡ

T10、T12鑄鐵亞共晶白口鐵2.11~4.3高溫：+Ld+Fe3CⅡ

室溫：P+Ld’+Fe3CⅡ

－－共晶白口鐵4.3高溫：Ld室溫：Ld’－－過(guò)共晶白口鐵4.3~6.69高溫：Ld+Fe3CⅠ

室溫：Ld’+Fe3CⅠ

－－注：鑄鐵中的C以Fe3C形式存在，其斷口通常呈白亮色，故稱(chēng)為白口鑄鐵。

Lessons6/12/202356二元相圖3.C對(duì)Fe-C合金組織和性能的影響1-1.對(duì)組織的影響

碳含量對(duì)Fe-C合金組織的影響的示意圖如下：Material圖中，F(xiàn)——鐵素體；

P——燭光體；

Ld’——萊氏體；6/12/202357二元相圖3.C對(duì)Fe-C合金組織和性能的影響（續(xù)）1-2.對(duì)性能的影響

Material含碳量對(duì)Fe-C合金力學(xué)性能的影響6/12/202358二元相圖3.C對(duì)Fe-C合金組織和性能的影響（續(xù)）1-3.對(duì)工藝性能的影響適合鍛造：C%<2.11%，可得到單相組織。適合鑄造：C%～4.3%。，流動(dòng)性好。適合冷塑變：C%<0.25%，變形阻力小。適合熱處理：0.0218~2.11，有固態(tài)相變。Material6/12/202359二元相圖4.雜質(zhì)元素對(duì)鋼的組織與性能的影響鋼中所包含的元素大致有：碳、硅、硫、磷、錳等5大元素和其他一些元素。它們對(duì)鋼的作用如下：Definition硅（Si）和錳（Mn）

硫（S）——有害元素，產(chǎn)生熱脆磷（P）——有害元素，產(chǎn)生冷脆氮（N）

氫（H）——產(chǎn)生氫脆氧（O）6/12/202360二元相圖4.雜質(zhì)元素對(duì)鋼的組織與性能的影響（續(xù)）左圖所示的是Fe-S二元相圖，從圖中可以看出S導(dǎo)致鋼產(chǎn)生熱脆的原因。6/12/202361二元相圖4.雜質(zhì)元素對(duì)鋼的組織與性能的影響（續(xù)）

左圖所示的是Fe-P二元相圖，從圖中可以看出P導(dǎo)致鋼產(chǎn)生冷脆的原因。6/12/202362二元相圖4.雜質(zhì)元素對(duì)鋼的組織與性能的影響（續(xù)）下面的Fe-N相圖表明，N對(duì)鋼的影響：使鋼的強(qiáng)度、硬度上升，但塑性、韌性下降。6/12/202363二元相圖4.雜質(zhì)元素對(duì)鋼的組織與性能的影響（續(xù)）氫和氧的影響：

①氫脆②白點(diǎn)③非金屬夾雜

Material6/12/202364二元相圖5.合金鑄錠的組織基本內(nèi)容Guidelines1.鑄錠的典型組織；2.鑄造缺陷；6/12/202365二元相圖1.鑄錠的典型組織鑄錠的組織從外至內(nèi)分為以下三種：