铁碳合金地基本组织

第4讲铁碳合⾦基本组织及铁碳合⾦相图分析第三章铁碳合⾦第⼀节基本组织⼀、铁碳合⾦的基本组织1、铁素体（F）铁素体是碳溶解在α-Fe中形成的间隙固溶体。

由于α-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。

=180～230Mpa性能：σbHB=50～80δ=30～50%φ=70～80%ak=156～196J·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。

Array C）2、渗碳体（Fe3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。

渗碳体在⼀定条件下可以分解出⽯墨，3、奥⽒体（A）奥⽒体是碳溶解在γ-Fe中形成的间隙固溶体。

γ-Fe的溶碳能⼒较⾼，最⼤为2.11%（1148℃）。

由于γ-Fe⼀般存在于727～1394℃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：δ=40～50%，具有良好的塑性和低的变形抗⼒。

是绝⼤多数钢种在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。

=750Mpa性能：σbHB=160～180较⾼δ=20～25%φ=30～40%适中5、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。

第⼆节铁碳合⾦相图分析各主要线的意义：相图中的线是把具有相同转变性质的各个成分合⾦的开始点和终了点，分别⽤光滑曲线连接起来得到的，代表了铁碳合⾦内部组织发⽣转变的界限。

§3-2铁碳合金的基本组织和性能钢和铁是工业上应用最广泛的金属材料，它们都是铁碳合金。

不同成分的钢和铸铁的组织都不相同，因此，它们的性能和应用也不一样。

铁碳合金中碳原子和铁原子可以有几种不同的结合方式：一种是碳溶于铁中形成固溶体；另一种是碳和铁化合形成化合物；此外，还可以形成由固溶体和化合物组成的混合物。

一、铁素体(F)它是碳溶解于α-Fe中的间隙固溶体称为铁素体(简称α固溶体)。

通常用符号F表示。

晶体结构呈体心立方晶格，碳在α铁中的溶解度极小，随温度的升高略有增加，在室温时的溶解度仅有0.008%，在727℃时最大溶解度为0.0218%。

铁素体的性能几乎与纯铁相同，它的强度和硬度较低，σb=250MPa，HBS=80，塑性和韧性则很高，δ= 50%。

二、奥氏体(A)碳溶解于γ-Fe中的间隙固溶体称为奥氏体(简称γ固溶体)，通常用符号A表示。

晶体结构呈面心立方晶格。

由于γ铁晶格中间隙较大，因此在727℃时能溶解0.77%碳，在1148℃时的最大溶解度达到2.11%，奥氏体存在于727℃以上的高温区间，具有一定的强度和硬度，以及很好的塑性，是绝大多数钢在高温进行锻造或轧制时所要求的组织。

三、渗碳体(Fe3C)它是铁与碳形成的金属化合物Fe3C，含碳量为6.69%，其晶胞是八面体，晶格构造十分复杂。

渗碳体的性能很硬很脆，HBW≈800，δ≈0。

渗碳体在钢中主要起强化作用，随着钢中含碳量的增加，渗碳体的数量增多，钢的强度和硬度提高，而塑性下降。

四、珠光体(P)珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物，用符号P表示，它是由硬的渗碳体片和软的铁素体片层片相间，交错排列而成的组织。

所以其性能介于它们二者之间，强度较高,σb=750MPa ，HBS=180，同时保持着良好的塑性和韧性δ=（20～25）%。

五、莱氏体(L d)奥氏体与渗碳体的机械混合物称为莱氏体，用符号Ld表示。

它是C=4.3%的铁碳合金液体在1148℃发生共晶转变的产物。

铁碳合金一、填空题1.在铁碳合金基本组织中，奥氏体、铁素体和渗碳体属于单相组织。

珠光体和莱氏体属于两相组织。

2.根据溶质原子在溶剂晶格中的分布情况，固溶体有二种基本类型，它们是置换固溶体和间隙固溶体。

3.根据溶质在溶剂中的溶解情况，置换固溶体可分为无限固溶体和有限固溶体两种。

4.铁素体与渗碳体的机械混合物称为珠光体，渗碳体与铁素体片状相间的组织又称为片状珠光体，在铁素体基体上分布着颗粒状渗碳体的组织又称为粒状珠光体。

'.5.不同晶体结构的相，机械地混合在一起的组织，叫做固态机械混合物，铁碳合金中，这样的组织有珠光体和莱氏体。

6.在铁碳合金基本组织中，铁素体和奥氏体属于固溶体；渗碳体属于化合物；珠光体和莱氏体属于机械混合物。

7.分别填写下列铁碳合金组织的符号：奥氏体A；铁素体F；渗碳体C；珠光体P。

8.铁和碳形成的金属化合物（Fe3C）称为渗碳体、含碳量为6.69%。

9.铁素体在室温时，对碳的溶解度是0.008%，在727℃时溶解度是0.0218%。

10.奥氏体对碳的溶解度，在727℃时溶解度是0.77%，在1148℃时溶解度是 2.11%。

'.11.含碳量小于 2.11%的铁碳合金称为钢，钢根据室温显微组织不同，可分为以下三类：亚共析钢钢，显微组织为铁素体+珠光体，含碳量范围0.0218～0.77%；共析钢钢，显微组织为珠光体，含碳量范围0.77%；过共析钢钢，显微组织为珠光体+渗碳体，含碳量范围0.77～2.11%。

12.碳在奥氏体中的溶解度随温度而变化，在1148°时溶碳量可达2.11%，在727°时溶碳量可达0.77%。

13.人们常说的碳钢和铸铁即为铁、碳元素形成的合金。

14.20钢在650℃时的组织为铁素体+珠光体；在1000℃时的组织为奥氏体。

'.15.下图所示Fe—Fe3C状态图各区的组织，分别是：○1奥氏体，○2奥氏体+渗碳体（二次渗碳体），○3铁素体+奥氏体，○4铁素体，○5铁素体+珠光体，○6珠光体，○7珠光体+渗碳体（二次渗碳体）。

《机械制造基础》\(一)1．铁碳合金的基本组织有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体。

2．有些金属在固态下随着温度的变化其晶体结构还会发生转变，这种转变称为同素异构转变。

3．ＨＴ２００牌号中“ＨＴ”表示灰铁，数字“２００”表示其最低抗拉强度为200mp 。

4．在铜合金中，铜和锌的合金称为_黄铜，，而铜和锡的合金称为__锡青铜_______。

5．铸造合金的流动性与合金的化学成分、浇注温度和铸型条件和铸件结构有关。

6．锻造时，金属允许加热到的最高温度称始锻温度，停止锻造的温度称终锻温度。

7．机械加工中，轴类零件常用外圆柱面或两端顶尖孔作为定位基准。

8．焊接接头的基本形式有对接接头、搭接接头、角接接头和Ｔ形接头四种。

9．按误差的特点和性质，测量误差可分为系统误差、随机误差和粗大误差。

10.下图为车削工件端面的示意图，图上标注的主运动是1，主偏角是 8 ，刀具前角是 6 ，加工表面是3 。

12. 机床精度中对加工精度影响较大的包括机床主轴误差和机床导轨误差。

其中机床主轴回转误差包括径向圆跳动、端面圆跳动和角向摆动三种基本形式。

13. 根据产品零件的大小和生产纲领，机械制造生产一般可以分为单件生产、成批生产和大量生产三种不同的生产类型。

14. 夹具的基本组成部分有定位元件、夹紧装置、对刀和导向元件、夹具体和其它元件。

15.Ｃ6132机床：Ｃ表示车床，６表示落地及卧式车床组，１表示普通车床系，32表示床身上最大工件回转直径为320ｍｍ。

１．硫是钢中的有害元素，会使钢产生冷脆，因此钢中含硫量应严格控制。

×２．合金的凝固收缩是铸件产生应力、变形和冷裂的基本原因。

×３．所谓冷加工就是指在常温下进行的加工，热加工就是将工件加热到相变温度以上进行加工。

×４．三爪卡盘的三个卡爪是联动的，具有自动定心作用，所以它的定位精度一般要高于四爪卡盘。

×５．车床的主轴是带动工件旋转的，而铣床的主轴是带动铣刀旋转的。

铁碳合金习题答案文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-铁碳合金一、填空题1.在铁碳合金基本组织中，奥氏体、铁素体和渗碳体属于单相组织。

珠光体和莱氏体属于两相组织。

2.根据溶质原子在溶剂晶格中的分布情况，固溶体有二种基本类型，它们是置换固溶体和间隙固溶体。

3.根据溶质在溶剂中的溶解情况，置换固溶体可分为无限固溶体和有限固溶体两种。

4.铁素体与渗碳体的机械混合物称为珠光体，渗碳体与铁素体片状相间的组织又称为片状珠光体，在铁素体基体上分布着颗粒状渗碳体的组织又称为粒状珠光体。

5.不同晶体结构的相，机械地混合在一起的组织，叫做固态机械混合物，铁碳合金中，这样的组织有珠光体和莱氏体。

6.在铁碳合金基本组织中，铁素体和奥氏体属于固溶体；渗碳体属于化合物；珠光体和莱氏体属于机械混合物。

7.分别填写下列铁碳合金组织的符号：奥氏体A；铁素体F；渗碳体C；珠光体P。

8.铁和碳形成的金属化合物（Fe3C）称为渗碳体、含碳量为 6.69%。

9.铁素体在室温时，对碳的溶解度是0.008 %，在727℃时溶解度是0.0218 %。

10.奥氏体对碳的溶解度，在727℃时溶解度是0.77 %，在1148℃时溶解度是2.11 %。

11.含碳量小于 2.11 %的铁碳合金称为钢，钢根据室温显微组织不同，可分为以下三类：亚共析钢钢，显微组织为铁素体+珠光体，含碳量范围0.0218～0.77 %；共析钢钢，显微组织为珠光体，含碳量范围0.77 %；过共析钢钢，显微组织为珠光体+渗碳体，含碳量范围 0.77～2.11 %。

12.碳在奥氏体中的溶解度随温度而变化，在1148°时溶碳量可达 2.11 %，在727°时溶碳量可达0.77 %。

13.人们常说的碳钢和铸铁即为铁、碳元素形成的合金。

14.20钢在650℃时的组织为铁素体+珠光体；在1000℃时的组织为奥氏体。

铁碳合金一、填空题1.在铁碳合金基本组织中，奥氏体、铁素体和渗碳体属于单相组织。

珠光体和莱氏体属于两相组织。

2.根据溶质原子在溶剂晶格中的分布情况，固溶体有二种基本类型，它们是置换固溶体和间隙固溶体。

3.根据溶质在溶剂中的溶解情况，置换固溶体可分为无限固溶体和有限固溶体两种。

4.铁素体与渗碳体的机械混合物称为珠光体，渗碳体与铁素体片状相间的组织又称为片状珠光体，在铁素体基体上分布着颗粒状渗碳体的组织又称为粒状珠光体。

5.不同晶体结构的相，机械地混合在一起的组织，叫做固态机械混合物，铁碳合金中，这样的组织有珠光体和莱氏体。

6.在铁碳合金基本组织中，铁素体和奥氏体属于固溶体；渗碳体属于化合物；珠光体和莱氏体属于机械混合物。

7.分别填写下列铁碳合金组织的符号：奥氏体A；铁素体F；渗碳体C；珠光体P。

8.铁和碳形成的金属化合物（FeC）称为渗碳体、3含碳量为 6.69%。

9.铁素体在室温时，对碳的溶解度是0.008 %，在727℃时溶解度是0.0218 %。

10.奥氏体对碳的溶解度，在727℃时溶解度是0.77 %，在1148℃时溶解度是 2.11 %。

11.含碳量小于 2.11 %的铁碳合金称为钢，钢根据室温显微组织不同，可分为以下三类：亚共析钢钢，显微组织为铁素体+珠光体，含碳量范围0.0218～0.77 %；共析钢钢，显微组织为珠光体，含碳量范围0.77 %；过共析钢钢，显微组织为珠光体+渗碳体，含碳量范围 0.77～2.11 %。

12.碳在奥氏体中的溶解度随温度而变化，在1148°时溶碳量可达 2.11 %，在727°时溶碳量可达0.77 %。

13.人们常说的碳钢和铸铁即为铁、碳元素形成的合金。

14.20钢在650℃时的组织为铁素体+珠光体；在1000℃时的组织为奥氏体。

15.下图所示Fe—FeC状态图各区的组织，分别是：3○1奥氏体，○2奥氏体+渗碳体（二次渗碳体），○3铁素体+奥氏体，○4铁素体，○5铁素体+珠光体，○6珠光体，○7珠光体+渗碳体（二次渗碳体）。

第二章 铁碳合金 第一节 铁碳合金的基本组织*什么叫组织？ 表示晶体的种类、大小、分布状况。

可以由一个相或多个相组成一．纯铁的晶体结构及其结晶1．(简)同素异晶体：同种元素组成的具有不同晶体结构的晶体，如石墨是金刚石的同素异晶体；α-Fe 与γ-Fe2．(简)纯铁的同素异晶转变α-Feγ-Fe3．重结晶固态下的结晶与液态到固态的结晶的异同．．．．．．．．．．．（以铁为例）同：都属于结晶过程，都有“形核——长大”的过程、“过冷”等现象。

异：在固态下结晶时应力不能及时释放，产生应力。

因此把这种结晶称作：重结晶钢铁材料的种类较多，掌握其性能不太容易。

但这些材料的性能是由其组织决定的。

二．铁碳合金的五种基本组织及其性质1．铁素体温（F ） 形成：碳溶入α-Fe特点：塑性、韧性好，强度、硬度低 δ：30~50%σb ：180~280MPa 。

HBS ：50~80，很软。

小刀刻划例：08钢，F 含量90%，估计其塑性、韧性2．奥氏体（A ） 形成：碳溶入γ-Fe特点：常温下：塑性和韧性好，具有一定的强度和硬度。

δ：40~50% σb ： HBS ：170~220高温下（800o C 以上）：塑性极好，强度极低。

应用：锻压。

“趁热打铁” 3．渗碳体（Fe 3C ）形成：铁与碳生成的化合物 特点：硬而脆、塑性极差 作用：？(双重) 4．珠光体（P ）形成：Fe 3C 与F 片状交分布形成的层状结构。

（示意图） 特点：强度、硬度较高。

塑性和韧性不高。

δ：20~30% σb ：770MPaHBS ：1805．莱氏体（Ld ）形成：由A 与Fe 3C 组成 特点：类似于渗碳体根据钢的组织比较性能：10钢（F 多87%+P ）与45钢（F 少42%+P ） 10钢（F 多87%+P ）与20钢（F 中等74%+P ） 45钢（F+P ）与T10A 钢（P+Fe 3C ）第二节 铁碳相图如何才能知道钢中某种组织的含量？一．基本概念 1．相图的作用了解合金的组织指导热加工和选材例：仪表、汽车的外壳 选塑性好的材料 F 含量多的钢。