铁碳相图学习教案.ppt

1495℃1148℃二、Fe－Fe3C相图
1．Fe－Fe3C相图的组元
（1）Fe纯Fe的特性：熔点（A点）：１５３８℃
①磁性转变：〉７７０℃磁性消失，〈７７０℃强磁性；
②同素异构转变：α－Fe→γ－Fe（G点）
体心立方：α－Fe（〈９１０℃），δ—Fe（１３９４～１５３８℃）
面心立方：γ－Fe（９１２～１３９４℃）
③固溶碳的能力：
纯铁的机械性能:强度、硬度很低，塑性、韧性好。
不能做结构零件。可以利用(lìyòng)它的磁性做仪器、仪表的铁芯（磁芯）。2）Fe3C
★Fe与C形成的间隙化合物，用Fe3C表示，呈复杂斜方结构。
★性能：硬而脆，强度低、硬度高，塑性、韧性几乎为零。不能单独使用(shǐyòng)。
2．Fe－Fe3C相图中的相
（1）液相L
（2）铁素体
☆Ｃ溶于α－Fe（体心立方）形成的间隙固溶体；用Ｆ表示。在高温下，Ｃ溶于－Fe（体心(tǐxīn)立方）形成的间隙固溶体,称为高温铁素体。
☆性能：与纯铁相似
（3）奥氏体A
★碳溶于γ－Fe（面心立方）形成的间隙固溶体；用Ａ表示。
★性能：强度、硬度低，塑性好。
（4）渗碳体Fe3C
★在一定条件下，Fe3C可分解，即：
Fe3C→３Fe＋C（石墨）（对铸铁很有意义）。★根据它的来源，可分为以下几类：
☆从液相中结晶出的Fe3C，呈粗条状，用Fe3CⅠ表示；（一次渗碳体）；
☆从Ａ中析出的Fe3C，一般沿Ａ体晶界分布，用Fe3CⅡ表示；（二次渗碳体）；网状
☆从Ｆ中析出的Fe3C，一般沿Ｆ晶界分布，用
Fe3CⅢ表示；（三次(sāncì)渗碳体）；片状
☆通过共晶反应生成的Fe3C，用Fe3C共晶表示；片状
☆通过共析反应生成的Fe3C，用Fe3C共析表示。薄片状
注意：它们只是来源、分布、形态不同，并无本质的差别。3．相图分析：可以看成是由1个共晶相图＋1个共析相图叠加而成。
（1）特征点：J、C、S等。
（2）特征线：特别(tèbié)是2条水平线。
ECF线对应的共晶反应：

Lc(A2.11+Fe3C共晶)

PSK线对应的共析反应：
A0.77(F0.02+Fe3C共析)（3）相区：单相区：Ｌ、Ａ、Ｆ；
两相区：由单相区通过规则填入。
4．铁碳合金的分类(fēnlèi)
（1）工业纯铁：Ｐ点以左的合金：Ｃ％〈＝０.０２１８％
（2）钢（C％：0.0218～2.11%）
★亚共析钢：Ｃ％(０.０２１８～０.７７％)；
★共析钢：Ｃ％＝０.７７％；
★过共析钢：Ｃ％(０.７７～２.１１％)（3）白口铸铁(zhùtiě)（C%:2.11～6.69%）
☆亚共晶白口铸铁(zhùtiě)：Ｃ％:（２.１１～４.３）％
☆共晶白口铸铁(zhùtiě)：Ｃ％＝４.３％
☆过共晶白口铸铁(zhùtiě)：Ｃ％＝（４.３～６.６９）％§7－2典型(diǎnxíng)铁碳合金的结晶过程分析三、亚共析钢（C％：0.0218%～0.77%）
C％＝0.0218%～0.77%合金的结晶过程：
LL+A0.0218%～0.77%A0.0218%～0.77%F+A0.77F+P=(F0.0218＋Fe3C共析)F+Fe3CⅢ
+P=(F0.008＋Fe3CⅢ＋Fe3C共析)
Fe3CⅢ的量很少，可以忽略(hūlüè)。
室温组织：F＋P四、过共析钢(C％：0.77%～2.11%）
C％＝0.77%～2.11%合金的结晶(jiéjīng)过程：
LL+A0.77%～2.11%A0.77%～2.11%
A0.77+Fe3CⅡFe3CⅡ+P(F0.0218＋Fe3C共析)Fe3CⅡ+P(F0.008＋Fe3CⅢ＋Fe3C共析)
室温组织为：P+Fe3CⅡ五、共晶白口(báikǒu)铸(C％：4.3%）
LcLd=（Ae+Fe3C共晶）Ld=(Fe3CⅡ+A0.77+Fe3C共晶)L’d=(Fe3CⅡ+P＋Fe3C共晶)
L’d是在Fe3C的基体上分布着P。六、亚共晶白口铸(C％：2.11～4.3%）
L2.11～4.3Ae＋L4.3Ae+Ld=（Ae+Fe3C共晶）A+Fe3C二次＋Ld=(Fe3CⅡ+A0.77+Fe3C共晶)P+Fe3C二次＋L’d=(Fe3CⅡ+P＋Fe3C共晶)
室温(shìwēn)组织为：L’d+Fe3CⅡ＋P七、过共晶白口铸(C％：6.69～4.3%）
LFe3CⅠ＋LcFe3CⅠ+Ld=（Ae+Fe3C）Fe3CⅠ+Ld=(Fe3CⅡ+A0.77+Fe3C)Fe3CⅠ＋L’d=(Fe3CⅡ+P＋Fe3C)
室温(shìwēn)组织为：L’d+Fe3CⅠ§7－3铁碳合金的成分与组织(zǔzhī)和性能的关系二、Ｃ％对铁碳合金机械性能(xìngnéng)的影响
如图所示
⑴Ｃ％↑，ＨＢ↑，而σｂ的变化