機械工程材料與熱處理 第2版 課件 3.1鐵碳合金相圖

3.1鐵碳合金及相圖純鐵及其同位素轉(zhuǎn)變鐵碳合金相圖分析(重點、難點）典型鐵碳合金的應(yīng)用鐵碳合金相圖在工業(yè)中的應(yīng)用工業(yè)純鐵成分：含鐵量99.8%~99.9%，含雜質(zhì)0.10%～0.20%性能及組織：

σb=180～230MPaσ0.2=100～170MPaδ=30%～50%ψ=70%～80%Ak=128～160JHBS=50～80用途

磁性設(shè)備純鐵及其同位素轉(zhuǎn)變純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變純鐵及其同位素轉(zhuǎn)變1394℃912℃δ-Feγ-Fe α-Febccfccbcc符合形核、長大的結(jié)晶規(guī)律轉(zhuǎn)變過程恒溫、可逆同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：金屬在固態(tài)下晶格類型隨溫度發(fā)生變化的現(xiàn)象鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體、萊氏體

鐵碳合金基本組織鐵素體（F)碳溶入α-Fe中形成的間隙固溶體

晶格結(jié)構(gòu)：體心立方晶格最大溶解度：0.0218%（727℃）性能：塑性、韌性好；強度、硬度低奧氏體（A)碳溶入γ-Fe中形成的間隙固溶體

高溫相晶格結(jié)構(gòu)：面心立方晶格最大溶解度：2.11%（1148℃）性能：塑性、韌性好；強度、硬度低鐵碳合金基本組織滲碳體（Fe3C)鐵和碳相互作用而形成的一種具有復(fù)雜晶體結(jié)構(gòu)的金屬化合物

晶格結(jié)構(gòu)：復(fù)雜正交碳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)：6.69%（1148℃）性能：熔點高，硬而脆（耐磨性好）用途：在鋼中起強化作用鐵碳合金基本組織珠光體（P）由鐵素體和滲碳體組成的多相組織

含碳百分?jǐn)?shù)：0.77%性能：介于滲碳體和鐵素體中間，強度和塑性較高，硬度適中鐵碳合金基本組織萊氏體（Ld）含碳量為4.3%的液態(tài)鐵碳合金冷卻到1148℃時，同時結(jié)晶出奧氏體和滲碳體的多相組織硬度高，塑性差鐵碳合金基本組織727℃以下由珠光體和滲碳體組成，稱為低溫萊氏體鐵碳合金相圖分析重要點A：純鐵熔點C：共晶點D：Fe3C的熔點E：碳在γ-Fe中的最大溶解度F：生成Fe3C的成分點K：生成Fe3C的成分點S：共析點AS←→(F+Fe3C)重要線ACDAECFECFPSKESGS固相線液相線共析線共晶線碳在奧氏體中的溶解度線

冷卻時從A中析出F開始線鐵碳合金相圖分析DFKFe3CABCENGPSQJH1148℃727℃1495℃ALFδwC（%）FeA3Acm2.11%4.3%6.69%0.77%0.02%工業(yè)純鐵共析鋼亞共析鋼過共析鋼亞共晶白口鐵過共晶白口鐵共晶白口鐵鋼鑄鐵ABCDFENGPSKJHALFδFeFe3C2.11%4.3%6.69%0.77%0.02%鐵碳合金分類

鐵碳合金的結(jié)晶過程分析共析鋼[wc=0.77%]鐵碳合金相圖分析ABCDFENGPSKJHALFδFeFe3C2.11%4.3%6.69%0.77%0.02%1320

鐵碳合金的結(jié)晶過程分析共析鋼[wc=0.77%]鐵碳合金相圖分析室溫平衡組織:100%P（F和Fe3C）組成相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：ABCDFENGPSKJHALFδFeFe3C2.11%4.3%6.69%0.77%0.02%亞共析鋼[0.0218%<wc<0.77%]13204亞共析鋼[0.0218%<wc<0.77%]鐵碳合金相圖分析室溫平衡組織:F+P鐵碳合金相圖分析ABCDFENGPSKJHALFδFeFe3C2.11%4.3%6.69%0.77%0.02%1320過共析鋼[0.077%<wc<2.11%]4過共析鋼[0.077%<wc<2.11%]鐵碳合金相圖分析室溫平衡組織:P+Fe3CⅡ工業(yè)純鐵[wc<0.02%]鐵碳合金相圖分析室溫平衡組織:F+Fe3CⅢ

鐵碳合金相圖分析ABCDFENGPSKJHALFδFeFe3C2.11%4.3%6.69%0.77%0.02%120共晶白口鐵[wc=4.3%]共晶白口鐵[wc=4.3%]鐵碳合金相圖分析室溫平衡組織:100%鐵碳合金相圖分析ABCDFENGPSKJHALFδFeFe3C2.11%4.3%6.69%0.77%0.02%130亞共晶白口鐵[2.11%<wc<4.3%]24亞共晶白口鐵[2.11%<wc<4.3%]鐵碳合金相圖分析室溫平衡組織:P+Fe3CⅡ+鐵碳合金相圖分析ABCDFENGPSKJHALFδFeFe3C2.11%4.3%6.69%0.77%0.02%13024過共晶白口鐵[4.3%<wc<6.69%]過共晶白口鐵[4.3%<wc<6.69%]鐵碳合金相圖分析室溫平衡組織:+Fe3C鐵碳合金相圖分析ABCDFENGPSKQJHALFδFeFe3C

鐵碳合金平衡組織含碳量對鐵碳合金組織和性能的影響鐵碳合金相圖分析相組成物相對量組織組成物相對量P含碳量對鐵碳合金組織和性能的影響鐵碳合金相圖分析對力學(xué)性能的影響Wc(%)Hδ（ψ）akWc(%)＜1.0σWc(%)＞1.0σ

鐵碳相圖的應(yīng)用在選材方面的應(yīng)用在鑄造方面的應(yīng)用在鍛軋方面的應(yīng)用在熱處理方面的應(yīng)用鐵碳合金