2022年铁碳合金状态图教案 2.pdf
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1、学习必备欢迎下载第三章铁碳合金状态图教学目的:重点:难点:(引入)铁碳合金状态图就是用热分析法测得不同浓度的铁碳合金的冷却曲线,然后将冷却曲线上各结晶温度转变点描绘在温度-成分坐标上,以得到铁碳合金金相组织、温度及合金成分之间的关系。热分析法:是借助于光学高温计及金相显微镜,测得各种成分铁碳合金在缓慢冷却过程中的溶液结晶温度及固态下二次结晶的组织转变温度,对合金金相组织随温度变化的状况进行分析的方法。第一节 铁碳相图一、铁碳合金的组元纯铁在不同温度区间具有不同的晶体结构。塑形、韧性好,强度低。碳在固态铁碳合金中有三种存在形式二、铁碳合金的基本相及组织1、铁素体( F)铁素体是碳溶解在 -Fe中
2、形成的间隙固溶体。由于-Fe晶粒的间隙小,溶解碳量极微,其最大溶碳量只有0.0218%(727)所以是几乎不含碳的纯铁。性能: b =180230MPa HB=5080 =3050% =7080% ak=156196J cm-2 显微镜下观察,铁素体呈灰色并有明显大小不一的颗粒形状。2、渗碳体( Fe3C)渗碳体是铁与碳形成的稳定化合物。含碳量为 6.69% 性能: HB=800 ,硬度很高,脆性极大,是钢中的强化相。显微镜下观察,渗碳体呈银白色光泽。3、奥氏体( A)奥氏体是碳溶解在 -Fe中形成的间隙固溶体。-Fe的溶碳能力较高,最大为2.11%(1148)。由于-Fe一般存在于 7271
3、394之间,所以奥氏体也只出现在高温区域内。显微镜观察,奥氏体呈现外形不规则的颗粒状结构,并有明显的界限。性能: =4050% ,具有良好的塑性和低的变形抗力。是绝大多数钢种在精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 5 页学习必备欢迎下载高温进行压力加工所需的组织。4、珠光体( P)珠光体是铁素体和渗碳体组成的共析体。珠光体的平均含碳量为 0.77%,在727以下温度范围内存在。显微镜观察,珠光体呈层片状特征,表面具有珍珠光泽,因此得名。性能: b =750MPa HB=160 180 较高 =2025% =3040% 适中5、
4、莱氏体( Ld)莱氏体是由奥氏体和渗碳体组成的共晶体。铁碳合金中含碳量为 4.3%的液体冷却到 1148时发生共晶转变,生成高温莱氏体。合金继续冷却到 727时,其中的奥氏体转变为珠光体,故室温时由珠光体和渗碳体组成,叫低温莱氏体。统称莱氏体。三、铁碳相图分析目前应用的铁碳合金状态图是含碳量为06.69%的铁碳合金部分(即FeFe3C部分) ,因为含碳量大于 6.69的铁碳合金在工业上无使用价值。右图为简化后的 FeFe3C状态图。1、主要特征点特性点温度含碳量( Wc)含义A 1538 0 纯铁熔点C 1148 4.30 共晶点D 1227 6.69 渗碳体的熔点E 1148 2.11 C在
5、-铁中的最大溶解度G 912 0 铁铁同素异构转变点P 727 0.0218 C在铁中的最大溶解度S 727 0.77 共析点2、主要线段ACD 线液相线,即此线以上为液态合金,开始结晶线。AECF 线固相线,此线以下为固体合金。ECF 线共晶线,凡经过此线的合金均会发生共晶转变。GS 线习惯用 A3 来表示, A 中开始析出 F,既有:。ES 线用 A cm表示,开始析出渗碳体 -Fe3CII。PSK 线又叫共析线,用 A1 来表示,析出珠光体,共析反应。3、主要区域液体 Y、铁素体 F、奥氏体 A 和渗碳体 Fe3C是铁碳合金的基本组织,或者说是基本晶体结构,即基本相,其他各区组织都由这些
6、基本相按不同比例混合而成。ACDA 区液相区( Y ) ;AESGA 区奥氏体区( A ) ;GPQG 区铁素体区( F ) ;DFKL 区(6.69线) 一次渗碳体区(直接从液相中析出Fe3CI )精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 5 页学习必备欢迎下载AGQA 区(0线) 纯铁区(同素异晶转变区) ;S 0.77线(区) 珠光体区,为共析组织;E 2.11线(区) 二次渗碳体区,随A 中 C的溶解度下降,析出二次渗碳体;C 4.3线(区) 莱氏体区,为共晶组织4、相区1)单相区有 F、A、L和 Fe3C四个单相区2)两
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