铁碳相图ppt课件.ppt

第四章Fe-Fe3C相图4.1铁碳合金的组元及基本相
4.2Fe-Fe3C相图分析★★★★
4.3铁碳合金平衡结晶过程★★★★
4.4含C量对铁碳合金平衡组织和性能的影响★★
4.5钢中的杂质元素及钢锭组织★Fe3C渗碳体是个亚稳定的相，石墨才是稳定的相。但石墨的表面能很大，只有在极缓慢冷却或加入某些合金元素使石墨的表面能降低，碳才能以石墨的形式存在。
因此，铁碳相图有两类：
Ⅰ液体、固溶体和渗碳体之间亚稳平衡，是紧靠铁端部分，其中C含量的范围是0～6.69％
Ⅱ液体、固溶体和石墨之间的稳定平衡，其中C含量的范围是0～100％。14.1铁碳合金中的组元及基本相4.1.1纯铁（iron）力学性能：σb＝176～274MPa
σ0.2＝98～166MPa
δ＝30～50％，ψ＝70～80％
HB＝50～80
aK＝1.5～2MNm/m2

应用：主要应用于电子材料，作为铁芯。碳在α-Fe中的间隙固溶体称为α铁素体，简称为铁素体(Ｆ)；最大溶碳量为727℃时的wc=0.0218%，最小为室温时的wc=0.0008%；性能为：σb180~280MPa、σ0.2100~170MPa、δ30%~50%，αk160~200J/㎝2、硬度~80HB。
碳在δ-Fe中形成的间隙固溶体称为δ铁素体，(δ)，最大溶碳量为1495℃时的0.09％。碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体(A)，最高溶碳量为1148℃时的wc=2.11％；奥氏体具有高塑性、低硬度和强度，其力学性能为：σb400MPa、δ40%~50%、170~220HB。
奥氏体主要存在于727℃以上的高温范围内，利用这一特性，工程上常将钢加热到高温奥氏体状态下进行塑性成形。4.1.2渗碳体（Cementite）12珠光体（Pearlite）莱氏体（Ledeburite）4.2Fe-Fe3C相图分析16符号J19
液相线：ABCD
固相线：AHJECF
五个单相区：L，δ，γ，α和Fe3C
七个两相区：L＋δ，L＋γ，L＋Fe3C，δ＋γ，
α＋γ，α＋Fe3C，γ＋Fe3C
两条磁性转变线：MO（铁素体的）及过230℃的虚线（渗碳体的）
三条水平相变线：HJB——包晶转变线
ECF——共晶转变线
PSK——共析转变线4.2.5三条重要的特性曲线共晶反应析出的Fe3C为一次渗碳体。

奥氏体中析出的Fe3C为二次渗碳体。

铁素体中析出的Fe3C为三次渗碳体。4.3铁碳合金的平衡结晶过程及组织工业纯铁(iron)：C%<0.0218%

钢(steel)：C%：0.0218～2.11%，又分为：
共析钢(eutectoidsteel)：C%：0.77%
亚共析钢(hypeutectoidsteel)：C%：0.0218～0.77%
过共析钢(hypereutectoidsteel)：C%：0.77～2.11%
铸铁(castiron)：C%：2.11～6.69%，有较好的铸造性能、质脆，不能锻造。又分为：
共晶铸铁(eutecticcastiron)：C%：4.30%
亚共晶铸铁(hypoeutecticcastiron)：C%：2.11～4.30%
过共晶铸铁(hypereutecticcastiron)：C%：4.30～6.69%4.3.1工业纯铁(Wc<0.0218%)纯铁组织金相图4.3.2共析钢(Wc=0.77%)共析钢组织金相图相组成：α+Fe3C
组织组成：P4.3.3亚共析钢(Wc=0.45%)亚共析钢组织金相图组织组成：α+P4.3.4过共析钢(Wc=1.2%)过共析钢组织金相图组织组成：Fe3C+Pa)硝酸酒精浸蚀b)苦味酸钠的浸蚀
白色网状相为二次渗碳体黑色网状为二次渗碳体
暗黑色为珠光体浅白色为殊光体4.3.5共晶白口铸铁(Wc=4.3%)共晶白口铸铁组织金相图组织组成：Fe3C+P——Ld‘424.3.6亚共晶白口铸铁(Wc=3.0%)亚共晶白口铸铁组织金相图组织组成：Fe3C+P+Ld’——？4.3.7过共晶白口铸铁(Wc=5.0%)过共晶白口铸铁组织金相图组织组成：Fe3C+Ld‘总结：从Fe-Fe3C相图可知，铁碳合金室温下的相组成物都是铁素体和渗碳体，并且随含碳量的增加，渗碳量不断增多。而室温组织组成物却有α、Fe3CⅢ、P、Fe3CⅡ、Fe3CⅠ和Ld’。53555758596061626364654.4含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响0.02184.4.2碳对力学性能的影响纯铁与珠光体性能对比4.4.3碳对工艺性能的影响7172732.可锻性
钢的可锻性首先与含碳量有关。低碳钢的可锻性较好，随着含碳量的增加，可锻性逐渐变差。
奥氏体具有良好的可锻性，易于塑性变形。因此钢材的始锻或始轧温度一般选在单相奥氏体区。终锻温度不能过低，以免塑性变差。3