第3章铁碳合金 第一节铁碳合金的基本组: 1、铁素体(F):碳与α-Fe形成的间隙固溶体。 性能一强度和硬度低,塑性和韧性好。 2、奥氏体(A):碳与γFe形成的间隙固溶体。高温组织,在大于727°C 时存在 性能-塑性好,强度和硬度高于F。在锻造、轧制时常要加热到A, 可提高塑性,易于加工。 3、渗碳体(Fe3c):铁与碳形成的金属化合物。 性能一硬度高,脆性大。 4、珠光体(P):F与Fe3C组成的机械混合物。 性能一力学性能介于两者之间。 5、莱氏体(Ld):A与Fe3C组成的机械混合物。 性能一硬度高,塑性差
第一节 铁碳合金的基本组织 1、铁素体（F）：碳与α-Fe形成的间隙固溶体。 性能---强度和硬度低，塑性和韧性好。 2、奥氏体（A）：碳与γ-Fe形成的间隙固溶体。高温组织，在大于727℃ 时存在。 性能---塑性好，强度和硬度高于F。在锻造、 轧制时常要加热到A， 可提高塑性，易于加工。 3、渗碳体（ Fe3C ）：铁与碳形成的金属化合物。 性能---硬度高，脆性大。 4、珠光体（ P ）：F与Fe3C组成的机械混合物。 性能---力学性能介于两者之间。 5、莱氏体（ Ld ）：A与Fe3C组成的机械混合物。 性能---硬度高，塑性差。 第3章 铁碳合金
第3章铁碳合金 第二节铁碳相图分析 引 关于铁碳合金状态图 概念:表示铁碳合金在不同成分和温度下 的组织、性能以及它们之间相互关系的图形 又称铁碳合金相图或铁碳合金平衡图。是通 过实验的方法建立起来的 2、作用:是研制新材料,制定合金熔炼、铸 造、压力加工和热处理等工艺的重要工具
第二节 铁碳相图分析 引言： 关于铁碳合金状态图 1、概念：表示铁碳合金在不同成分和温度下 的组织、性能以及它们之间相互关系的图形。 又称铁碳合金相图或铁碳合金平衡图。是通 过实验的方法建立起来的。 2、作用：是研制新材料，制定合金熔炼、铸 造、压力加工和热处理等工艺的重要工具。 第3章 铁碳合金
第3章铁碳合金 2.2铁合金状图 A1538 B1495 1500 8+y 1400 170.53 1300 1394 1227 D 1200 1148 1100 2.11 1000 900G912 y+ Fe,C 800 0.77 K 0.0218 + Fec 6.69C
第3章 铁碳合金
第3章铁碳合金 铁碳相图分析 1、相图的坐标 纵坐标:代表温度 横坐标:代表含碳量。 2、几个概念 纯铁 钢 铸铁 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
一、铁碳相图分析 1、相图的坐标 纵坐标：代表温度。 横坐标：代表含碳量。 2、几个概念 纯铁 钢 铸铁 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 第3章 铁碳合金
第3章铁碳合金 3、特性点 A点:纯铁的熔点 1538°C C点:共晶点 1148°C D点:渗碳体的熔点 1227°C S点:共析点 727°C G点:纯铁的同素异晶转变点912°C E点:C在γ-Fe中最大溶解度1148C P点:C在α-Fe中最大溶解度727%C Q点:室温时C在α-Fe中最大溶解度
3、特性点 A点：纯铁的熔点 1538℃ C点：共晶点 1148℃ D点：渗碳体的熔点 1227℃ S点：共析点 727℃ G点：纯铁的同素异晶转变点 912℃ E点：C在γ-Fe中最大溶解度 1148℃ P点：C在α-Fe中最大溶解度 727 ℃ Q点：室温时C在α-Fe中最大溶解度 第3章 铁碳合金
第3章铁碳合金 4、特性线 ACD:液相线,液相冷却至此开始析出固相,固相加热至此全 部转化为液相。 AECF:固相线,液态合金至此线全部结晶为固相,固相加热 至此开始转化 GS:A开始析出F的转变线,加热时F全部溶入A,又称A3线。 ES:C在A中的溶解度曲线,又称Acm线。 ECF:共晶线,含C量2.11%-6.69%的铁碳合金至此发生共 晶反应,结晶出A与Fe3C混合物-莱氏体Ld PSK:共析线,含C量在0.0218%-6.69%的铁碳合金至此反 生共析反应,产生珠光体P,又称A1线
4、特性线 ACD：液相线，液相冷却至此开始析出固相，固相加热至此全 部转化为液相。 AECF：固相线，液态合金至此线全部结晶为固相，固相加热 至此开始转化。 GS：A开始析出F的转变线，加热时F全部溶入A，又称A3线。 ES：C在A中的溶解度曲线，又称Acm线。 ECF：共晶线，含C量2.11 % --6.69%的铁碳合金至此发生共 晶反应，结晶出A与Fe3C混合物---莱氏体Ld。 PSK：共析线，含C量在0.0218 % --6.69%的铁碳合金至此反 生共析反应，产生珠光体P ，又称A1线。 第3章 铁碳合金
第3章铁碳合金 第三节铁碳相图的应用 1、选用材料 由铁碳相图可知,合金中随着含碳量的不同,其组织各不相同, 从而导致其力学性能不同。因此,我们就可以根据机器零件所要求 的性能来选择不同含碳量的材料 2、叛断切削加性能: 低碳钢中铁素体较多,塑性好,加工性不好;中碳钢中铁素体 含量比例适当,钢的硬度适当,易于加工。 3、制定热加工工艺: 在铸造工艺方面,根据相图可以确定合适的熔化温度和浇注温度, 含碳量为4.3%的铸铁铸造性最好;在锻造工艺方面,可以选择钢 材的轧制和锻造的温度范围应在奥氏体区。 4、应用于热处理生产: 由相图可知合金在固态加热和冷却过程中均有组织的变化,可以 进行热处理。并且可以正确选择加热温度
第三节 铁碳相图的应用 1、选用材料： 由铁碳相图可知，合金中随着含碳量的不同，其组织各不相同， 从而导致其力学性能不同。因此，我们就可以根据机器零件所要求 的性能来选择不同含碳量的材料。 2、叛断切削加性能： 低碳钢中铁素体较多，塑性好，加工性不好；中碳钢中铁素体 含量比例适当，钢的硬度适当，易于加工。 3、制定热加工工艺： 在铸造工艺方面，根据相图可以确定合适的熔化温度和浇注温度， 含碳量为4.3%的铸铁铸造性最好；在锻造工艺方面，可以选择钢 材的轧制和锻造的温度范围应在奥氏体区。 4、应用于热处理生产： 由相图可知合金在固态加热和冷却过程中均有组织的变化，可以 进行热处理。并且可以正确选择加热温度。 第3章 铁碳合金