第一章材料結(jié)構(gòu)與性能

1、工程材料及成形技術(shù)基礎(chǔ)工程材料及成形技術(shù)基礎(chǔ)十五國家規(guī)劃教材，北京市精品教材十五國家規(guī)劃教材，北京市精品教材呂廣庶呂廣庶 張遠明張遠明 主編主編課件課件 草稿草稿緒論緒論 材料與成形技術(shù)的經(jīng)濟地位材料與成形技術(shù)的經(jīng)濟地位 材料的發(fā)展史材料的發(fā)展史 材料的分類材料的分類 本課程在人才培養(yǎng)中的地位和作用本課程在人才培養(yǎng)中的地位和作用 本課程的內(nèi)容和要求本課程的內(nèi)容和要求第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能 1.11.1材料原子的相互作用材料原子的相互作用 1.21.2晶體材料的原子排列晶體材料的原子排列 1.31.3非晶態(tài)材料中的原子排列非晶態(tài)材料中的原子排列 1.41.4合金的晶

2、體結(jié)構(gòu)合金的晶體結(jié)構(gòu) 1.51.5高聚物的結(jié)構(gòu)高聚物的結(jié)構(gòu) 1.61.6陶瓷的結(jié)構(gòu)陶瓷的結(jié)構(gòu) 1.71.7工程材料的性能工程材料的性能 本章小結(jié)本章小結(jié) 1.1材料原子的相互作用材料原子的相互作用第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能離子鍵離子鍵 共價鍵共價鍵 金屬鍵金屬鍵 分子鍵分子鍵原子結(jié)合鍵類型原子結(jié)合鍵類型1.21.2晶體材料的原子排列晶體材料的原子排列1.2.1理想晶體結(jié)構(gòu)理想晶體結(jié)構(gòu) 1).晶格晶格 2).常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)常見的金屬晶體結(jié)構(gòu) 3).晶面和晶向的表示方法晶面和晶向的表示方法1.2.2實際晶體結(jié)構(gòu)實際晶體結(jié)構(gòu) 1).單晶體與多晶體單晶體與多晶體 2).晶

3、體缺陷晶體缺陷第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能原子排列模型原子排列模型晶格晶格晶胞晶胞1.2.1理想晶體結(jié)構(gòu)理想晶體結(jié)構(gòu)第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能 晶體、非晶體晶體、非晶體 晶格、點陣、陣點、晶面、晶向、常見金屬晶體結(jié)構(gòu)晶格、點陣、陣點、晶面、晶向、常見金屬晶體結(jié)構(gòu)2).常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能XYZ3) 晶向和晶面的表示方法晶向和晶面的表示方法晶面第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能 晶向和晶面的表示方法分別采用晶面指數(shù)晶向和晶面的表示方法分別采用晶面指數(shù)(hkl)(

4、hkl)和晶向指數(shù)和晶向指數(shù)uvwuvw形式（以立方晶系為例）。形式（以立方晶系為例）。 晶向指數(shù)（晶向指數(shù)（hkl)hkl)的確定方法是：的確定方法是：以晶胞的某一陣點為原點，三個基以晶胞的某一陣點為原點，三個基 矢為坐標軸，并以點陣基矢的長度作矢為坐標軸，并以點陣基矢的長度作 為三個坐標的單位長度；為三個坐標的單位長度； 過原點作一直線過原點作一直線OPOP，使其平行于待，使其平行于待 標志的晶向標志的晶向AB,AB,在直線在直線OPOP上選取距原點上選取距原點O O最近的一個最近的一個 陣點陣點P P，確定，確定P P點的坐標值；點的坐標值；將此值乘以最小公倍數(shù)化為最小整將此值乘以最小公

5、倍數(shù)化為最小整 數(shù)數(shù)u,v,w,u,v,w,加上方括號，加上方括號，uvwuvw即為即為ABAB的晶向指數(shù)。的晶向指數(shù)。晶面指數(shù)的確定方法晶面指數(shù)的確定方法第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能-ZYXZ-YX(326)在點陣中設(shè)置參考坐標系，方法與確定晶向指數(shù)時相同，但不能在點陣中設(shè)置參考坐標系，方法與確定晶向指數(shù)時相同，但不能將坐標原點選在待確定指數(shù)的晶面上；將坐標原點選在待確定指數(shù)的晶面上；以點陣基矢長度為單位，量出以點陣基矢長度為單位，量出待定體晶面在各坐標軸上截距；待定體晶面在各坐標軸上截距；取三個截距的倒數(shù)，并以最小取三個截距的倒數(shù)，并以最小公倍數(shù)乘這三個倒數(shù)，得到三

6、個公倍數(shù)乘這三個倒數(shù)，得到三個最小的整數(shù)最小的整數(shù)h、k、l;將求得的將求得的h、 k、 l用圓括號括用圓括號括起來，（起來，（hkl)即為該晶面的晶面即為該晶面的晶面指數(shù)。指數(shù)。單晶體的各向異性單晶體的各向異性 單晶體中不同晶面和晶向上的原子排列方式和密單晶體中不同晶面和晶向上的原子排列方式和密度不同，因而，在不同的晶面和晶向上的各種性能也度不同，因而，在不同的晶面和晶向上的各種性能也不同，這種現(xiàn)象稱為各向異性不同，這種現(xiàn)象稱為各向異性。第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能1.2.2實際晶體結(jié)構(gòu)實際晶體結(jié)構(gòu)第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能單晶體單晶體多晶體

7、多晶體晶粒晶粒晶界晶界2).晶體缺陷種類晶體缺陷種類第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能亞晶界亞晶界第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能晶體缺陷的影響晶體缺陷的影響晶體缺陷 晶體缺陷的出現(xiàn)晶體缺陷的出現(xiàn), ,將使其周圍的晶格產(chǎn)生畸變將使其周圍的晶格產(chǎn)生畸變, ,而晶格畸變使材而晶格畸變使材料的強度、硬度等力學(xué)性能和電阻率、耐蝕性等物理及化學(xué)性能發(fā)料的強度、硬度等力學(xué)性能和電阻率、耐蝕性等物理及化學(xué)性能發(fā)生改變。生改變。第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能1.31.3非晶態(tài)材料中的原子排列非晶態(tài)材料中的原子排列1.3.1短程有序短程有序1.3.2亞

8、穩(wěn)態(tài)性亞穩(wěn)態(tài)性1.4.1合金的相結(jié)構(gòu)、組織極其關(guān)系合金的相結(jié)構(gòu)、組織極其關(guān)系1.4.2固溶體固溶體1.4.3金屬間化合物金屬間化合物1.4.4合金性能合金性能1.4合金的晶體結(jié)構(gòu)合金的晶體結(jié)構(gòu)第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能 溶質(zhì)原子溶質(zhì)原子溶劑原子溶劑原子間隙固溶體間隙固溶體置換固溶體置換固溶體1.4.2固溶體固溶體第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能1.4.3金屬間化合物金屬間化合物 1)正常價化合物正常價化合物 2)電子化合物電子化合物 3)間隙化合物間隙化合物1.4.4合金性能合金性能 1)1)固溶體與固溶強化固溶體與固溶強化 2)2)化合物與第二相

9、強化化合物與第二相強化第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能1.5高聚物的結(jié)構(gòu)高聚物的結(jié)構(gòu) 高聚物又稱高分子化合物高聚物又稱高分子化合物, ,通常由一種或幾種簡單的通常由一種或幾種簡單的低分子化合物聚合而成。高聚物的分子量很大，一般在低分子化合物聚合而成。高聚物的分子量很大，一般在10104 410107 7的范圍內(nèi)。的范圍內(nèi)。 高聚物的結(jié)構(gòu)主要是指大分子鏈的結(jié)構(gòu)，即大分子高聚物的結(jié)構(gòu)主要是指大分子鏈的結(jié)構(gòu)，即大分子鏈的形態(tài)、和大分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。鏈的形態(tài)、和大分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。 1.5.11.5.1大分子鏈的結(jié)構(gòu)大分子鏈的結(jié)構(gòu) 1.5.21.5.2高聚物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)高聚物的聚集

10、態(tài)結(jié)構(gòu)第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能1.5.1大分子鏈的結(jié)構(gòu)大分子鏈的結(jié)構(gòu) 大分子鏈的結(jié)構(gòu)包括大分子結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成、鍵接方式、大分子鏈的結(jié)構(gòu)包括大分子結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成、鍵接方式、空間構(gòu)型等?？臻g構(gòu)型等。 1)1)結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成：由結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成：由C C、H H、N N、O O、SiSi等元素構(gòu)成。其中等元素構(gòu)成。其中碳原子之間以共價鍵結(jié)合的碳鏈高分子是最重要的高聚物。碳原子之間以共價鍵結(jié)合的碳鏈高分子是最重要的高聚物。 2)2)結(jié)構(gòu)單元的鍵接方式和鏈的構(gòu)型（頭結(jié)構(gòu)單元的鍵接方式和鏈的構(gòu)型（頭_ _尾連接、頭尾連接、頭_ _頭連接、頭連接、尾尾_ _尾連接等

11、連接方式；空間構(gòu)型有全同立構(gòu)、間同立構(gòu)和無規(guī)立尾連接等連接方式；空間構(gòu)型有全同立構(gòu)、間同立構(gòu)和無規(guī)立構(gòu)構(gòu) 3)3)大分子鏈的形態(tài)大分子鏈的形態(tài)： （大分子鏈的幾何形態(tài)、大分子鏈的構(gòu)（大分子鏈的幾何形態(tài)、大分子鏈的構(gòu)象及柔順性象及柔順性）第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能大分子鏈的幾何形態(tài)大分子鏈的幾何形態(tài)第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能線型線型帶有支鏈帶有支鏈體型體型1.5.2高聚物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)高聚物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能1.6 陶瓷的結(jié)構(gòu)陶瓷的結(jié)構(gòu) 陶瓷的基本相結(jié)構(gòu)主要有陶瓷的基本相結(jié)構(gòu)主要有: :晶相、玻璃相、

12、氣相等。晶相、玻璃相、氣相等。其組織示意圖見下圖其組織示意圖見下圖 陶瓷的性能主要取決于晶相。陶陶瓷的性能主要取決于晶相。陶瓷中的晶相主要有硅酸鹽、氧化物、瓷中的晶相主要有硅酸鹽、氧化物、非氧化物。非氧化物。 第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能1.7工程材料的性能工程材料的性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能1.7.1工程材料的力學(xué)性能工程材料的力學(xué)性能 1. 強度強度 2. 塑性塑性 3. 硬度硬度 4. 沖擊韌性沖擊韌性 5. 斷裂韌性斷裂韌性 6. 耐磨性耐磨性 7.粘彈性粘彈性1.7.2工程材料的物理性能工程材料的物理性能1.7.3工程材料的化學(xué)性

13、能工程材料的化學(xué)性能1.7.4工程材料的工藝性能工程材料的工藝性能1.強度強度第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能1)靜載時的強度靜載時的強度 (1) 彈性和剛度彈性和剛度 (2) 屈服點屈服點 (3) 抗拉強度抗拉強度2)變載時的強度變載時的強度3)高溫強度高溫強度應(yīng)變應(yīng)變/%應(yīng)力應(yīng)力低碳鋼的應(yīng)力低碳鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能2.塑性塑性 材料在外力的作用下材料在外力的作用下,產(chǎn)生塑性變形而不斷裂的性能稱為產(chǎn)生塑性變形而不斷裂的性能稱為塑性。其大小用伸長率塑性。其大小用伸長率和斷面收縮率和斷面收縮率來表示。來表示。 %1000

14、01LLL%100010AAA3.硬度硬度第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能布氏硬度原理布氏硬度原理洛氏硬度原理洛氏硬度原理維氏硬度原理維氏硬度原理硬度硬度第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能布氏硬度用布氏硬度用HB表示表示:當(dāng)試驗壓力的單位為當(dāng)試驗壓力的單位為kgf時時)(222dDDDFDhFFFHB凹當(dāng)試驗壓力的單位為牛頓當(dāng)試驗壓力的單位為牛頓(N)時時)(2102. 022dDDDFHB低碳鋼低碳鋼:b=3.53HB,高碳鋼高碳鋼: b=3.33HB,合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼: b=3.19HB灰鑄鐵灰鑄鐵: b=0.98HB,退火鋁合金退火鋁合金: b=

15、4.70HB硬度硬度第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能符號符號壓頭類型壓頭類型壓力壓力Kgf硬度值硬度值有效范圍有效范圍應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例HRC120金剛石圓錐金剛石圓錐1502060HRC淬火鋼件淬火鋼件HRB1/16inch淬火鋼球淬火鋼球10025100HRB軟鋼、退火鋼、銅合金軟鋼、退火鋼、銅合金HRA120金剛石圓錐金剛石圓錐6070HRA硬質(zhì)合金、表面淬火鋼硬質(zhì)合金、表面淬火鋼4.沖擊韌性沖擊韌性第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能Ak=G(H-h) J0AAkka J/cm25.斷裂韌性斷裂韌性第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能a

16、YK1Mpa.m1/26.耐磨性和粘彈性耐磨性和粘彈性第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能耐磨性耐磨性粘彈性粘彈性蠕變?nèi)渥儜?yīng)力松弛應(yīng)力松弛滯后與內(nèi)耗滯后與內(nèi)耗1.7.2工程材料的物理性能材料工程材料的物理性能材料第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能1.電性能電性能 1)導(dǎo)電性能導(dǎo)電性能 2)介電性能介電性能(材料在電場中的極化；介電常數(shù)和介電強度；壓材料在電場中的極化；介電常數(shù)和介電強度；壓 電現(xiàn)象和電致伸縮現(xiàn)象；電鐵效應(yīng)）電現(xiàn)象和電致伸縮現(xiàn)象；電鐵效應(yīng)） 3)磁性能（磁性能（磁導(dǎo)率、磁化強度；抗磁性、順磁性、鐵磁性、反磁導(dǎo)率、磁化強度；抗磁性、順磁性、鐵磁性、

17、反 鐵磁性、亞鐵磁性；磁疇結(jié)構(gòu)）。（鐵磁性、亞鐵磁性；磁疇結(jié)構(gòu)）。（加強）加強） 4)光學(xué)性能（光學(xué)性能（連續(xù)光譜和特征譜線、材料與光子的交互作用）連續(xù)光譜和特征譜線、材料與光子的交互作用） 5)熱性能熱性能（熱容、熱膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率）（熱容、熱膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率）比容比容C=摩爾熱容摩爾熱容/摩爾質(zhì)量摩爾質(zhì)量線脹系數(shù)線脹系數(shù)l=1T1.7.3工程材料的化學(xué)性能工程材料的化學(xué)性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能第一章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能抗氧化性抗氧化性抗腐蝕性抗腐蝕性FeH2(+) (-) (+) (-) (+)Fe3CFe-Cu電池電池珠光體腐蝕珠光體腐蝕電解液電解液Fe3C F本章小結(jié)本章小結(jié)第二

18、章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變2.12.1純金屬的結(jié)晶純金屬的結(jié)晶2.22.2合金的凝固合金的凝固2.32.3鐵碳合金平衡態(tài)的相變基礎(chǔ)鐵碳合金平衡態(tài)的相變基礎(chǔ)2.42.4鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變2.52.5鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變2.62.6焊接接頭的相變焊接接頭的相變本章小結(jié)本章小結(jié)2.1純金屬的結(jié)晶純金屬的結(jié)晶第二章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變2.1.1凝固的基本概念凝固的基本概念 1.晶體的結(jié)晶晶體的結(jié)晶 2.非晶體的凝固非晶體的凝固2.1.2金屬的結(jié)晶金屬的結(jié)晶2.1.3材料的同素異構(gòu)現(xiàn)象材料的同素異構(gòu)現(xiàn)象1.晶體的結(jié)晶晶體的結(jié)晶第二

19、章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變時間時間固體固體液液+固固固體固體溫度溫度時間時間2.非晶體的凝固非晶體的凝固第二章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變2.1.2金屬的結(jié)晶金屬的結(jié)晶第二章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變3.晶粒大小及控制晶粒大小及控制 晶粒度的概念晶粒度的概念 晶粒大小的控制晶粒大小的控制(增大過冷度、變質(zhì)處理）2/14/3)/( 1 . 1)/(9 . 0GNZGNZsV1.金屬的結(jié)晶過程金屬的結(jié)晶過程2.影響形核和長大的因素影響形核和長大的因素 過冷度的影響過冷度的影響難熔雜質(zhì)的影響難熔雜質(zhì)的影響晶粒度與力學(xué)性能的關(guān)系晶粒度與力學(xué)性

20、能的關(guān)系第二章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變晶粒度晶粒度晶粒數(shù)晶粒數(shù)/mm2b (Mpa)s (Mpa) (%)6.32374635.3512747044.819429410847.52.1.3材料的同素異構(gòu)材料的同素異構(gòu)第二章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變-Fe -Fe -Fe1394C912C1.晶體的同素異構(gòu)晶體的同素異構(gòu)2.同分異構(gòu)同分異構(gòu)-石英石英 -鱗石英鱗石英 -方石英方石英-石英石英 -鱗石英鱗石英 -方石英方石英870C1470C573C163C180270C 2.2合金的凝固合金的凝固第二章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變2.2

21、.1二元合金相圖與凝固二元合金相圖與凝固1.勻晶相圖勻晶相圖 勻晶相圖的建立勻晶相圖的建立 杠桿定律杠桿定律 枝晶偏析枝晶偏析2.共晶相圖共晶相圖3.包晶相圖包晶相圖4其他相圖其他相圖2.2.2合金的性能與相圖的關(guān)系合金的性能與相圖的關(guān)系2.2.3鑄錠鑄錠( (件件) )的凝固的凝固勻晶相圖的建立勻晶相圖的建立第二章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變合金的結(jié)晶過程合金的結(jié)晶過程第二章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變杠桿定律杠桿定律第二章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變QL+Q=1QLX+QX=K解方程得解方程得:XXKXXXKXLQXXKXXXXKQKX

22、KXQQL第二章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變共晶轉(zhuǎn)變共晶轉(zhuǎn)變Lc d+e冷卻曲線及結(jié)晶過程冷卻曲線及結(jié)晶過程共晶相圖共晶相圖共晶相圖中的組織組成物共晶相圖中的組織組成物第二章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變包晶相圖包晶相圖第二章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變其他相圖其他相圖第二章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變WB/%Wsi/%共析相圖共析相圖鎂鎂-硅相圖硅相圖2.2.2合金的性能與相圖的關(guān)系合金的性能與相圖的關(guān)系第二章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變合金的使用性能與相圖的關(guān)系合金的使用性能與相圖的關(guān)系合金的工藝性能與

23、相圖的關(guān)系合金的工藝性能與相圖的關(guān)系2.2.3鑄錠鑄錠(件件)的凝固的凝固第二章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變1-表面細晶粒層表面細晶粒層2-柱狀晶粒層柱狀晶粒層3-心部等軸晶粒區(qū)心部等軸晶粒區(qū)影響鑄錠影響鑄錠(件件)結(jié)晶組織的因素結(jié)晶組織的因素冷卻速度冷卻速度加熱溫度、澆注溫度和澆注速度加熱溫度、澆注溫度和澆注速度外加雜質(zhì)（或變質(zhì)處理）外加雜質(zhì)（或變質(zhì)處理）2.3鐵碳合金平衡態(tài)的相變基礎(chǔ)鐵碳合金平衡態(tài)的相變基礎(chǔ)第二章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變2.3.1 Fe-Fe3C亞穩(wěn)相圖亞穩(wěn)相圖 鐵碳合金的相結(jié)構(gòu)與性能鐵碳合金的相結(jié)構(gòu)與性能 相圖分析相圖分析2.3.2

24、鐵碳合金在平衡狀態(tài)下的相變鐵碳合金在平衡狀態(tài)下的相變2.3.3含碳量對鐵碳合金組織性能的影響含碳量對鐵碳合金組織性能的影響2.3.4Fe-Fe3C相圖的應(yīng)用相圖的應(yīng)用2.3.1Fe-Fe2.3.1Fe-Fe3 3C C亞穩(wěn)相圖亞穩(wěn)相圖第二章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變1.鐵碳合金的相結(jié)構(gòu)與性能鐵碳合金的相結(jié)構(gòu)與性能第二章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變鐵素體鐵素體 F 奧氏體奧氏體 A滲碳體滲碳體 Fe3C2.相圖分析相圖分析2.3.2在鐵碳合金平衡狀態(tài)下的相變在鐵碳合金平衡狀態(tài)下的相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變種類種類工業(yè)純鐵工業(yè)純鐵

25、鋼鋼白口鑄鐵白口鑄鐵亞共析亞共析鋼鋼共析鋼共析鋼過共析過共析鋼鋼亞共晶亞共晶白口鐵白口鐵共晶白共晶白 口鐵口鐵過共晶過共晶白口鐵白口鐵含碳含碳量量/%/%0.02180.02180.02180.0218-0.77-0.770.770.770.77-0.77- 2.11 2.112.112.11-4.3-4.34.34.34.3-4.3- 6.69 6.69平衡平衡組織組織F FF+PF+PP PP+ P+ FeFe3 3C CFeFe3 3C C+P P+L+Ld d L Ld d L Ld d + +FeFe3 3C C鐵碳合金的分類鐵碳合金的分類1.鋼的平衡結(jié)晶過程鋼的平衡結(jié)晶過程2.白口鑄鐵的平衡結(jié)晶過程白口鑄鐵的平衡結(jié)晶過程1.鋼的平衡結(jié)晶過程鋼的平衡結(jié)晶過程第二章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固態(tài)相變1)共析鋼共析鋼() 杠桿定律的應(yīng)用杠桿定律的應(yīng)用: :2)亞共析鋼亞共析鋼() WC%=0.77%*QP3)3)過共析鋼過共析鋼()()%7 .880218. 069. 677. 069. 6PKSKQ%3 .110218. 069. 60218. 077. 03PKPSCFeQ鋼的顯微組織圖鋼的顯微組織圖第二章金屬的凝固與固態(tài)相變第二章金屬的凝固與固