金属材料与热加工工艺课件.pptVIP

20三月2024金属材料与热加工工艺课件

第一节铁碳合金的组元及基本相一、纯铁及其同素异构转变(重结晶)1394°C912°Cbccfccbccδ-Feγ-Feα-Fe纯铁的力学性能特点：强度、硬度低，塑性、韧性好，一般不用于结构件。磁性转变：770°C以上无磁性770°C以下有磁性

二、铁碳合金中的基本相Fe和CL相：液态下无限互溶、成分均匀固溶体相：C溶于Fe中形成F、A等金属化合物相：Fe与C化合形成Fe3C铁碳合金中的组元：Fe、C铁碳合金中的相：液相L、α、γ和δ固溶体、Fe3C金属化合物在铁碳合金中碳既可溶入α–Fe、γ-Fe，也可以溶入δ-Fe，形成不同的固溶体。

1）铁素体体心立方结构碳溶于a-Fe中形成的间隙固溶体,以F或α表示；铁素体的组织为多边形晶粒，其力学性能几乎与纯铁相同。铁素体铁素体的溶碳能力很低，为体心立方晶格；

2）奥氏体:碳溶于?-Fe中的间隙固溶体；用A或?表示。面心立方晶格，溶碳能力比铁素体大；组织为不规则多面体晶粒，晶界较直。强度低、塑性好，钢材热加工都在?区进行。奥氏体面心立方结构

3、渗碳体（Fe3C）定义：铁与碳形成的金属化合物，是钢铁中的强化相，高温下可分解，Fe3C→3Fe+C(石墨)。特点：含碳量为6.69%，晶格构造十分复杂。性能很硬很脆，而塑性和韧性极低，伸长率和冲击韧性几乎为零，在钢中主要起强化作用，不能单独应用。

第二节铁碳合金状态图铁和碳可形成一系列稳定化合物：Fe3C、Fe2C、FeC，它们都可以作为纯组元看待。含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆，已无实用价值。实际所讨论的铁碳合金相图是Fe-Fe3C相图。FeFe3CFe2CFeCCC%(at%)→

一、Fe-Fe3C相图的建立1.配制不同成分的铁碳合金，加热后缓慢地冷却，记录数据，绘制它们的冷却曲线（时间、温度）；2.从冷却曲线上找出临界点，并画到成分—温度坐标中；3.相同意义的点连接起来。

Cu-Ni合金相图的建立过程

Fe-Fe3C相图

Fe-Fe3C相图ACDEFGSPQ1148℃727℃LAL+AL+Fe3CⅠ4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%CFeFe3CT°(A+Fe3C)LdLd+Fe3CⅠA+Ld+Fe3CⅡFA+FA+Fe3CⅡ(F+Fe3C)PP+F0.77%CP+Fe3CⅡLd’Ld’+Fe3CⅠP+Ld’+Fe3CⅡK共晶相图共析相图匀晶相图(P+Fe3C)

二、铁碳合金状态图的分析1.特性点?????LJNG??+Fe3C?+Fe3CL+Fe3CL+??+?

(3)钢、铁分界点E（2.11%C）(1)共晶点C1148℃,4.3%C共晶成分反应式：Lc→(AE+Fe3C)共晶体，即高温莱氏体Ld;(2)共析点S727℃0.77%C共析成分反应式:As→(Fp+Fe3C共析)共析体，即珠光体;

⒉特征线⑴液相线—ABCD，固相线—AHJECF⑵三条水平线：LJNG??+Fe3C?+Fe3CL+Fe3CL+??+?727℃

⑶其它相线GS,GP—???固溶体转变线,GS又称A3线。HN,JN—δ??固溶体转变线，ES—碳在?-Fe中的固溶线。又称Acm线。PQ—碳在?-Fe中的固溶线。LJNG??+Fe3C?+Fe3CL+Fe3CL+??+?

⑶三个三相区：即HJB(L+?+?)、ECF(L+?+Fe3C)、PSK(?+?+Fe3C)三条水平线⒊相区⑴五个单相区：L、?、?、?、Fe3C⑵七个两相区:L+?、L+?、L+Fe3C、?+?、?+Fe3C、?+?、?+Fe3C?

4.铁碳合金分类（1）?工业纯铁<0.0218%C亚共析钢<0.77%C（2）碳钢共析钢0.77%C过共析钢>0.77%C亚共晶白口铸铁<4.3%C（3）白口铸铁