FeFe3C相图分析.pptx

ABCDEFGHJNKP PSQL工业纯铁工业纯铁室温相：室温相：+Fe3C室温组织：室温组织：+Fe3C组织特点：在缓慢冷却条件下，组织特点：在缓慢冷却条件下，Fe3C以断续以断续沿晶界析出。沿晶界析出。钢的结晶过程分析ABEGHJNP PSQ1231233时间时间温温度度2、共析钢P+Fe3C 共析钢的组织为共析钢的组织为 P，是和，是和e3C的的机械混合物。机械混合物。ABEGHJNP PSQ3、亚共析钢wC=0.4%123451235时间时间温温度度245 P+P亚共析钢的室温组织 亚共析钢的室温相 e3CP相分数、组织分数EGP PSQKrrK室温下有Fe3C两个相室温下有P两种组织ABEGHJNP PSQ4、过共析钢wC=1.2%123412344时间时间温温度度LLFe3CIIPP+Fe3CII过共析钢的室温组织过共析钢的室温组织 e3C亚共析钢的室温相亚共析钢的室温相 e3CPFe3CII相分数、组织分数EGP PSQKrrK室温下有Fe3C两个相室温下有P+Fe3CII两种组织钢的金相组织钢的金相组织n 共析钢的金相组织共析钢的金相组织 珠光体珠光体(P)n 亚共析钢的金相组织亚共析钢的金相组织 铁素体铁素体+珠光体珠光体(+P)n 过共析钢的金相组织过共析钢的金相组织 珠光体珠光体+渗碳体渗碳体(P+Fe3CII)钢在室温下有两个相：钢在室温下有两个相：Fe3C工业纯铁及钢的金相组织工业纯铁及钢的金相组织白口铸铁的结晶过程分析5、共晶白口铸铁CDEFK12Fe3Cd Fe3C+Fe3C PLd(P+Fe3C+Fe3C)温温度度时间时间1122共晶白口铁的高温组织为共晶白口铁的高温组织为Ld+e3C(共晶共晶)+Fe3C共晶白口铁的室温组织为共晶白口铁的室温组织为Ld +e3C(共晶共晶)+Fe3CCDEFK6、亚共晶白口铸铁wC=3.0%123时间时间温温度度12233 Fe3CIILd+P+Fe3CIILLL+Ld P亚共晶白口铁的高温组织亚共晶白口铁的高温组织 Ld+Fe3C亚共晶白口铁的室温组织亚共晶白口铁的室温组织 Ld+P+Fe3CLdP相及组织组成物质量分数ABCDEFGHJNKP PSQ1234K室温下共有两个相：Fe3CABCDEFGHJNKP PSQ1234K室温下有三种组织Ld+P+Fe3CIILd来自Ld,P和Fe3CII来自ECDEFK7、过共晶白口铸铁wC=5.0%123dFe3C温温度度时间时间12233Fe3CdLd(Fe3CII)Ld(P)过共晶白口铁的高温组织过共晶白口铁的高温组织 dFe3C过共晶白口铁的室温组织过共晶白口铁的室温组织 Ld Fe3CLdFe3CI相及组织物分数相及组织物分数ABCDEFGHJNKP PSQ1234K室温下共有两个相：Fe3C室温下有两种组织：Ld+Fe3CI白口铸铁的相及组织白口铸铁的相及组织共晶白口铁的金相组织共晶白口铁的金相组织Ld=P+Fe3C+Fe3C(共晶）共晶）亚共晶白口铁的金相组织亚共晶白口铁的金相组织 P+Fe3C+Ld 过共晶白口铁的金相组织过共晶白口铁的金相组织 Fe3CI+Ld白口铸铁的室温相为 +Fe3C白口铁的金相组织白口铁的金相组织四、含碳量对组织及性能的影响四、含碳量对组织及性能的影响（一）对平衡组织的影响（一）对平衡组织的影响将Fe-Fe3C相图中的相区按组织组成物填写组织组成物相图：组织组成物相图组织组成物相图F+Fe3CIIIA+FFL+AALL+AL+Fe3CA+Fe3CA+Fe3C+LdFe3C+LdLdP+Fe3C+LdFe3C+LdLdF+PP+Fe3CPFe3CwC,组织发生相应改变P工业纯铁工业纯铁钢钢白口铸铁白口铸铁成份 wC%组织特征 0.02 0.77 2.11 4.3 6.69 高温固体组织为单相A 有莱氏体组织工业纯铁钢白口铸铁亚共析 过共析亚共晶过共晶组织组成物相对量%相组成物相对量%FPLdFe3CFFe3CIIFe3CIwC,Fe3C的数量wC,Fe3C的形态会发生变化Fe3CIII(薄片状)共析Fe3C(层片状)Fe3CII(网状)共晶Fe3C(连续基体)Fe3CI(粗大片状)(二)对性能的影响强度和硬度 塑性、韧性vFe3C是钢中的强化相，当渗碳体与F基体组成P时，随其含量v当渗碳体以网状（Fe3CII）、特别是作为基体（共晶Fe3C）或以板条粗针状（Fe3CI）分布于Ld上时塑韧性下降强度也会下降。HBbAk0.20.40.60.81.01.21.4HBb、AkwC%设计选材设计选材五、五、铁碳合金相图的应用铁碳合金相图的应用铁碳合金的性能是随含碳量而变化的，根据零件的性能要求，可以确定铁碳合金的成分范围。塑性、韧性低碳钢 wC%(0.10,0.25)塑性、韧性、强度中碳钢 wC%(0.25,0.60)硬度、耐磨性高碳钢 wC%(0.60,1.30)制定热加工工艺制定热加工工艺铸造工艺：确定浇注温度锻造工艺：确定锻造温度焊接工艺：分析HAZ的组织和性能热处理工艺：是制订热处理工艺的基础。六、合金性能与相图的关系六、合金性能与相图的关系成分成分性性能能1）力学性能与物理性能）力学性能与物理性能成分成分温温度度 强度强度电导率电导率2)工艺性能工艺性能铸造铸造压力加工压力加工焊接性焊接性切削加工性能切削加工性能热处理热处理AB温度AB流动性B缩孔体积AAB温度AB流动性AB缩孔体积分散集中分散集中第四节第四节 钢中杂质元素对钢性能的影响钢中杂质元素对钢性能的影响硅、锰硫、磷氢、氮、氧一、硅和锰的影响溶溶入入铁铁素素体体中中，产产生生固固溶溶强强化作用，提高钢的强、硬度化作用，提高钢的强、硬度少量少量有利有利形形成成SiO2及及MnS，形形成成夹夹杂杂物物，降低钢的性能降低钢的性能较多较多有害有害硅和锰是钢中的脱氧剂 二、硫和磷的影响是炼钢的原料中带来的，是钢中的有害元素硫S不 溶 于 Fe,而 形 成 FeS熔 点1190，且FeS与-Fe会形成低熔点（989）共晶体，分布在奥氏体晶界上。热加工时，共晶体熔化，沿奥氏体晶界开裂热脆适当增加钢的含Mn量，可使S优先与Mn结合生成高熔点（1620）的MnS，可避免热脆。但MnS会降低钢的塑韧性，常成为裂纹源。磷磷可固溶于铁素体中，提高钢的强度，但剧烈降低钢的塑韧性，特别是使钢低温下变脆冷脆。且磷在钢中偏析严重。硫、磷均会降低钢的焊接性。钢中要严格控制硫、磷含量。普通钢优质钢高级优质钢wS 0.0350050%wP 0.0350.045%wS 0.0300.035%wP 0.0300.035%wS 0.020%wP 0.030%适当增加硫、磷含量适当增加硫、磷含量 (wS=0.180.35%,wP=0.080.15%)可提高钢的切削加工性能，适于一些可提高钢的切削加工性能，适于一些强度要求不高的标准件的批量生产；强度要求不高的标准件的批量生产；磷可增加钢在大气中的耐腐蚀性能，磷可增加钢在大气中的耐腐蚀性能，同时在钢中加入同时在钢中加入RE、Ti抑制冷脆抑制冷脆 如国产如国产Cu-P-RE,Cu-P-Ti钢钢三、钢中气体的影响氢微量的氢（0.53mL/100g）就可引起“氢脆”，使钢的塑韧性显著下降，甚至产生微裂纹。氢是引起焊接接头延迟裂纹的重要因素。氮固溶于铁素体中产生“应变时效”，增加钢的脆性。氮应变时效：冷塑性变形后在室温放置或加热一定时间后钢的强度增加，塑性韧性降低的现象。钢中若含有Al、V、Ti、Nb等元素，可与N形成细小弥散的氮化物，可细化晶粒，提高强度。