Fe-C相图.ppt

,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,铁碳合金目录,铁碳合金系相图,铁碳合金的平衡结晶过程,铁碳合金的成分,-,组织,-,性能关系,铁碳合金中的组元,铁碳合金中的组元,钢与铁的区别,Fe-C,与,Fe-Fe,3,C,相图的区别,纯铁,纯铁,铁是过渡族元素,;,熔点：,1538;,密度：,7.87 g/cm,3,;,有三种同素异构转变,-Fe,-Fe,-Fe,性能特点,C-Fe3C,C-Fe,3,C,渗碳体的性能：,b,=30MPa,；,=0,；,=0,；,A,K,=0,；,HB=800,硬而脆,Fe,3,C,渗碳体,CEMENTITE,的晶体结构,Fe,3,C,：,铁与碳的一种具有复杂结构的间隙化合物，通常称为,渗碳体。,铁碳合金中的相,铁碳合金中的相,液相,L,：,铁与碳的液溶体。,固相：,C,溶入,Fe,中的固溶体、金属化合物,Fe,3,C,。,相,相,相：,Fe,3,C,相：,是一种具有复杂结构的间隙化合物。,性能硬而脆。,渗碳体根据生成条件不同有条状、网状、片状、粒状等形态，对铁碳合金的力学性能有重大影响。,在一定条件下，能分解。,铁碳合金相图分析,铁碳合金相图分析,铁碳合金的组元：,Fe,、,Fe,3,C,（,C,）,铁碳合金中的相,液相,L,、,相、,相,、,相、,Fe,3,C,相,三个重要的点,：,共晶,EUTECTIC,点,C,共析,EUTECTOID,点,S,包晶,PERITECTIC,点,J,铁碳合金相图中重要的线：,液相线,ABCD,，,固相线,AHJECF,水平线,HJB,水平线,ECF,水平线,PSK,GS,线、,ES,线,、,PQ,线,包晶点,J,和,包晶线,HJB,包晶点,J,和,包晶线,HJB,温度：,1495,；成分：,0.17%C,。,包晶反应,L,B,+,H,A,J,即,L,0.53,+,0.09,A,0.17,水平线,HJB,为,包晶反应线,。,共晶点,C,和共晶线,ECF,共晶点,C,和共晶线,ECF,温度：,1148,；,成分：,4.3%C,。,共晶反应,L,C,A,E,+Fe,3,C,即,L,4.3,A,2.11,+Fe,3,C,L,4.3,L,d,莱氏体中的渗碳体称共晶渗碳体。,莱氏体的形态,：块状或粒状奥氏体分布在渗碳体基体上。,莱氏体的性能：硬而脆。,水平线,ECF,为共晶反应线。,共析点,S,和,共析线,PSK,共析点,S,和,共析线,PSK,温度：,727,；成分：,0.77%,。,共析反应：,A,S,F,P,+Fe,3,C,即,A,0.77,F,0.0218,+Fe,3,C,珠光体中的渗碳体称共析渗碳体。在显微镜下,珠光体的形态,呈层片状。在放大倍数很高时，可清楚看到相间分布的渗碳体片,(,窄条,与铁素体片,(,宽条,),。,水平线,PSK,为共析反应线。,PSK,线亦称,A,1,线。,GS,、,ES,、,PQ,线的含义,GS,、,ES,、,PQ,线的含义,GS:,相图中的,GS,线是合金冷却时自,A,（奥氏体）中开始析出,F,（铁素体）的临界温度线，通常称,A,3,线。,ES:,线是碳在,A,（,奥氏体）中的固溶线，通常叫做,A,cm,线。,在,1148,时,A,中溶碳量最大可达,2.1l%,，,而在,727,时仅为,0.77%,碳含量大于,0.77%,的铁碳合金自,1l43,冷至,727,的过程中，将从,A,中析出,Fe,3,C,。,析出的渗碳体称为二次渗碳体（,Fe,3,C,II,）,PQ:,是碳在,F,（铁素体）中的固溶线。在,727,时,F,中溶碳量最大可达,0.0218%,，室温时仅为,0.0008%,。,碳含量大于,0.0008%,的铁碳合金自,727,冷至室温的过程中，将从,F,中析出,Fe,3,C,。析出的渗碳体称为三次渗碳体,(Fe,3,C,III,),。,PQ,线亦为从,F,中开始析出,Fe,3,C,III,的临界温度线。,Fe,3,C,III,数量极少，往往予以忽略。,Fe-Fe3C,相图中各点的温度、碳含量及含义,Fe-Fe,3,C,相图中各点的温度、碳含量及含义,特性点,温度,碳含量,%,说明,A,B,C,D,EFG,H,J,K,M,N,O,P,Q,S,1534,1495,1148,1227,1148,1148,912,1495,1495,727,769,1394,769,727,室温,727,0,0.53,4.30,6.69,2.11,6.69,0,0.09,0.17,6.69,0,0,0.5,0.0218,0.0008,0.77,纯铁熔点,包晶反应时液态合金的碳浓度,共晶点,渗碳体熔点,碳在,-Fe,中的最大溶解度,共晶反应中渗碳体的成分,-Fe,与,-Fe,的同素异形转变点,碳在,-Fe,中的最大溶解度,包晶点,共析反应中渗碳体的成分,相的磁性转变点,-Fe,与,-Fe,的同素异形转变点,相的磁性转变点,碳在,-Fe,中的最大溶解度,碳在,-Fe,中的溶解度,共析点,Fe-Fe,3,C,相图中特性线及含义,特性线,说明,ABCD,AHJECF,HN,JN,GP,GOS,ES,PQ,HJB,ECF,MO,PSK,230,线,液相线,固相线,相与（,+,）相区分界线也是碳在,-Fe,中的溶解度曲线,（,+,）相区与,相区分界线,相区与（,+,）相区的分界线，也表示高于,A1,温度时碳在,-Fe,中的溶解度,（,+,）相区与,相区分界线，也表示亚共析钢的上临界温度,A3,分界线，也表示碳在,-Fe,铁中的溶解度和过共析钢的上临界点,Acm,分界线，也表示温度低于共析温度时碳在,-Fe,中的溶解度,包晶反应平衡线,共晶反应平衡线,-Fe,磁性转变线,共析反应平衡线，也表示下临界点,A1,Fe,3,C,的磁性转变线,A0,铁碳合金的分类,铁碳合金的分类,总类,分类名称,c,(%),室温平衡组织,铁,工业纯铁,0.0218,F or F+Fe,3,C,钢,亚共析钢,共析钢,过共析钢,0.02180.77,0.77,0.772.11,先共析,F+P,P,先共析,Fe,3,C,+P,铸铁,亚共晶铸铁,共晶铸铁,过共晶铸铁,2.114.30,4.30,4.306.69,P+Fe,3,C,+L,d,L,d,Fe,3,C,+L,d,典型铁碳合金的平衡结晶过程分析,典型铁碳合金的平衡结晶过程分析,典型铁碳合金分类,工业纯铁,共析钢,亚共析钢,过共析钢,共晶白口铸铁,亚共晶白口铸铁,过共晶白口铸铁,工业纯铁的结晶过程分析,工业纯铁的结晶过程分析,工业纯铁,(C4.3%),过共晶白口铸铁室温,组织,:,一次渗碳体,莱氏体,Fe,3,C,1,Ld,(P+,Fe,3,C,II,+,Fe,3,C),过共晶白口铸铁铸态组织,100,显微组织：一次渗碳体莱氏体,Fe,3,C,I,L,d,铁碳 合金组织 组成物,铁碳 合金组织 组成物,碳对铁碳合金的影响,碳对,铁碳合金的影响,组织,性能,铁碳合金成分,-,组织的关系,铁碳合金成分,-,组织,-,性能的关系,铁碳合金成分,-,力学性能的关系,铁碳合金成分,-,工艺性能的关系,Fe-Fe,3,C,相图的应用,选材,加工,铸造,锻压,焊接,热处理,总之：适合锻造：,C%2.11%,，可得到单相组织。,适合铸造：,C%,4.3%,，流动性好。,适合冷塑变：,C%0.25%,，变形阻力小。,适合热处理：,0.0218-2.11,，有固态相变。,钢中杂质元素及其对性能的影响,1,、铁素体与奥氏体的根本区别在于固溶度不同，前者小而后者大。,2,、,727,C,是铁素体与奥氏体的同素异构转变温度。,3,、在,Fe-Fe,3,C,系合金中，只有过共析钢的平衡结晶组织中才有二次渗碳体存在,4,、凡是碳钢的平衡结晶过程都具有共析转变，而没有共晶转变；相反，对于铸铁则只有共晶转变而没有共析转变。,5,、含碳,4.3%,的共晶白口铁的显微组织中，白色基体为,Fe,3,C,，其中包括,Fe,3,C,、,Fe,3,C,、,Fe,3,C,、共晶,Fe,3,C,和共析,Fe,3,C,。,