当前位置：文档之家 › 热处理-铁碳相图-Fe3C-奥氏体,马氏体,铁素体参考幻灯片

热处理-铁碳相图-Fe3C-奥氏体,马氏体,铁素体参考幻灯片

  • 格式：ppt
  • 大小：4.30 MB
  • 文档页数：44

下载文档原格式

  / 44

合集下载

材料科学基础第8章 铁碳相图PPT课件

材料科学基础第8章 铁碳相图PPT课件
4
§7.5 二元包晶相图
(1)
• 包晶转变：一定温度下，由特定成分的固相与确定成分 的液相发生反应生成另一种特定成分的固相的转变。
• 包晶相图：两组元液态无限互溶，固态有限互溶并具有 的相图。
• 图形特点：
L
α
β Lp+αc = βD
1 2356789
31.10.2020
4
§7.5 二元包晶相图
(2)
31.10.2020
4 §7.6.3 具有无序-有序转变相图
(19)
有些二元系合金在一定成分和一定温度范围会发生有 序化转变，形成有序固溶体。
1 2356789
31.10.2020
4 §7.5.4 具有同素异晶转变的相图
(20)
当组元具有同素异构转变 时，形成的固溶体也常有 异晶转变。
Fe和Ti 在固态均发生同 素异构转变，故形成相 图时，在近铁一边有
➢铁素体：碳溶解在α—Fe中的间隙固溶( F）。塑性 （δ=45-50%）、韧性好，强度、硬度低。
➢奥氏体：碳溶解在γ —Fe中的间隙固溶体（A）。塑 性好。
➢渗碳体：铁与碳形成的金属化合物（Fe3C）。硬度很 高（HBW=800），塑性、韧性几乎为零。
➢珠光体：是奥氏体发生共析转变所形成的铁素体 与渗碳体的共析体（P）。
2 相图分析
点：14个。
线：两条磁性转变线；三条等温转变线；其余三条线：
GS,ES,PQ。
区：5个单相区，7个两相区，3个三相区。
相图标注：相组成物标注的相图; 组织组成物标注的相图。
1 2356789
31.10.2020
4
(25)
2 相图分析
点：14个。
1 2356789

热处理-铁碳相图-Fe3C-奥氏体,马氏体,铁素体

热处理-铁碳相图-Fe3C-奥氏体,马氏体,铁素体

Elongation
= 20 % in 2 in.;
Hardness
= Rockwell C 20, Rockwell B 95-100, or BHN 250-300.
Definition of structures
Austenite is an interstitial solid solution of
Cooling curve for pure iron
Definition of structures
Various phases that appear on the Iron-Carbon equilibrium phase diagram are as under: •Austenite •Ferrite •Pearlite •Cementite •Martensite* •Ledeburite
First horizontal line is at 1490°C, where peritectic reaction takes place: Liquid + d ↔ austenite
Second horizontal line is at 1130°C, where eutectic reaction takes place: liquid ↔ austenite + cementite
A map of the temperature at which different phase changes occur on very slow heating and cooling in relation to Carbon, is called Iron- Carbon Diagram.
Elongation
= 10 percent in 2 in.;

金属材料与热处理第4章铁碳合金相图

金属材料与热处理第4章铁碳合金相图
A
G
A+
F
A+F P
S
Fe3CⅡ
( F+ Fe3C )
P
Q P+F
P+Fe3CⅡ
1148℃
C
L+ Fe3CⅠ
F ( A+Fe3CⅡ+Fe3C )
Ld
Ld+Fe3CⅠ
A+Ld+Fe3CⅡ
727℃
K
P+Ld’+Fe3CⅡ Ld’ Ld’+Fe3CⅠ
( P+Fe3CⅡ+Fe3C )
0.0218%C 0.77%C 2.11%C Fe
渗碳体组织金相图
4.珠光体 ( P ) 铁素体和渗碳体组成的机械混合物。 特点：有一定的强度、塑性，层片状。
5.莱氏体 ( Ld )奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。 特点：硬而脆，不能进行压力加工。
第 二 节 Fe - Fe3C 相图分析
一.Fe - Fe3C 相图的建立
共晶反应相图 共析反应相图
2. 共析钢 ( Wc = 0.77% )
共析钢组织金相图
3.亚共析钢 ( Wc = 0.45% )
亚共析钢组织金相图
4.过共析钢 ( Wc = 1.2% )
过共析钢组织金相图
5.共晶白口铁 ( Wc = 4.3% )
共晶白口铁组织金相图
6.亚共晶白口铁 ( Wc = 3.0% )
纯铁的冷却曲线
具有固态相变是钢铁材料能够热处理的前提与原因之一
1600
温 度
1500 1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700 600 500

FeFe3C相图ppt课件

FeFe3C相图ppt课件
▪ 纯铁具有磁性转变（770℃磁性转变、 magnetic transformation）。
精选课件ppt
8
纯铁的同素异构转变
精选课件ppt
9
纯铁的冷却曲线及晶体结构变化
精选课件ppt
10
概念
▪ 铁素体：碳在a-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙 固溶体。
▪ 奥氏体：碳在γ -Fe（面心立方结构的铁）中的间隙 固溶体。
上述Wc=2.11%具有重要的意义，它是钢和铸铁 (生铁)的理论分界线。
精选课件ppt
30
Wc对铁碳合金机械性能的影响
F为软韧相，Fe3C为硬脆相，故Fe-C合金的力学性能取决于 α和Fe3C两相的相对量及它们的相互分布特征。
硬度（HB） 延伸率δ（塑性、韧性） 强度（Mpa）
铁素体 50-80 30％-50％
所谓疏松组织
淀淀结晶区
常产生夹渣类缺陷
精选课件ppt
49
偏析
▪ 定义： 指各处成分与杂质分不的不均匀现象， 包括枝晶偏析和区域偏析等
▪ 成因：由于选择性结晶、溶解度变化、比重 差异和流速不同造成的。
▪ 危害：造成力学性能不均匀和裂纹缺陷
精选课件ppt
50
夹杂
▪ 定义：主要是指冶炼时产生的氧化物，硫化 物、硅酸盐等非金属夹杂。
▪ 成因：冶炼产物，及外来夹渣物 ▪ 危害：对热锻过程和锻件质量均有不良影响，
它破坏金属的连续性，在应力的作用下在夹 杂处产生应力集中，引发微裂纹，成为疲劳 源
精选课件ppt
51
气体
▪ 定义：主要指钢中的有害气体，如氢、氧等。 ▪ 危害：容易产生白点缺陷，还会引起脆性，
Closure head(monobloc) Vessel flange Inlet(outlet) nozzle Nozzle shell Core shell Transition ring Lower dome

铁碳相图

铁碳相图
贝氏体。
铁碳相图
温度降低(350C~MS)时，碳原子扩散能力更低，铁
素体在奥氏体的晶界或晶内某些晶面上长成针状，碳
原子在铁素体内一定的晶面上以断续碳化物小片的形
式析出，从而形成了下贝体。
铁碳相图
（2）贝氏体的组织形态及性能
上贝氏体中短杆状的渗碳体分布于自奥氏体晶界向晶
内生长的铁素体条间，在光镜下呈羽毛状（左图）。下
开始转变相转变终了的时间
点，描绘在以温度为纵坐标、
时间为横坐标(以对数表示)
的坐标图上，并分别连线，
即得到所要测定的C曲线。
铁碳相图
C曲线分析
（1）MS线和MF线是奥氏体向马氏体开始转变和转
变终了温度。 A1的~ MS之间转变开始线以左的区域为
过冷奥氏体区。转变终了线以右和MF点以下为转变产
物区。开始转变和转变终了线之间为转变过渡区（过
铁碳相图
（2）合金元素的影响： 除Co外，所有溶于奥氏体的合金元素都增加奥氏体 的稳定性，即使C曲线右移。
但是当合金元素未溶于奥氏体中，以碳化物的形式
存在时，它们将降低奥氏体的稳定性，即使C曲线左移。
铁碳相图
（3）加热温度和保温时间的影响： 加热至Ac1，以上温度时，随着奥氏体化温度的提 高和保温时间的延长．奥氏体的成分更加趋于均匀； 未溶碳化物减小；晶粒长大，晶界面积减小。结果 降低了过冷奥氏体在冷却转变时分解的形核率，使 奥氏体稳定性增加，C曲线右移。
度与过冷奥氏体转变产物及其转变量之间的关系。
铁碳相图
（1）CCT曲线分析
共析钢的CCT曲线中无贝氏
体转变区，珠光体转变区下部多
一条转变中止线K、PS、PZ分别
为奥氏体转变为珠光体的开始线 和终了线。当连续冷却曲线碰到 K线时，过冷奥氏体中止向珠光 体型组织转变，而继续冷却一直

热处理-铁碳相图-Fe3C-奥氏体,马氏体,铁素体45页PPT

热处理-铁碳相图-Fe3C-奥氏体,马氏体,铁素体45页PPT
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 —体,马氏 体,铁素体
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭

Fe-C 相组织及相关热处理介绍

固溶体含C 600 ℃ 0.008%；727 ℃ 0.0218%
液态铁
高温铁素体 奥氏体A
铁素体α-Fe +渗碳体 Fe3C 机械混合物 含C0.77% 353℃ 333℃ 230℃ 350℃ 550℃
固溶体含C 727 ℃ 0.77%；1148 ℃ 2.11%
共晶奧氏體中含C Max 0.77%
600℃ 680℃ A1
鋼
分類
內容說明
从反映钢的组织结构与钢的含碳量和钢的温度之间关系的铁碳平衡状态 图上可见，当碳的含量正好等于0.77%时，即相当于合金中渗碳体(碳化 片狀珠光體 铁)约占12%，铁素体约占88%时，该合金的相变是在恒温下实现的。即 在这种特定比例下的渗碳体和铁素体，在发生相变时，如果消失两者同 时消失(加热时)，如果出现则两者又同时出现，在这一点上这种组织与 纯金属的相变类似。基于这个原因，人们就把这种由特定比例构成的两 相组织当作一种组织来看待，并且命名为珠光体，这种钢就叫做共析钢。 即含碳量正好是0.77%的钢就叫做共析钢，它的组织是珠光体。 常用的结构钢含碳量大都在0.5%以下，由于含碳量低于0.77%，所以组 织中的渗碳体量也少于12%，于是铁素体除去一部分要与渗碳体形成珠 光体外，还会有多余的出现，所以这种钢的组织是铁素体+珠光体。碳 含量越少，钢组织中珠光体比例也越小，钢的强度也越低，但塑性越好， 这类钢统称为亚共析钢。
组 织
2
莱氏体
Ld
由P与Fe3C组成的共晶体.
3 4
低温莱氏体
Le’
在室温下是渗碳体和珠光体的机械混合物Fe3C+[α-Fe(C)+Fe3C]。 室温下莱氏体保留了高温下共晶转变产物的形态特征，称为低温莱氏体 (Ld)，但组成相奥氏体已经发生了改变。

(参考幻灯片)金属的晶体结构铁碳合金组织和相图

1
金属材料在不同的使用场合下，所要求的力学性能、物理性 能、化学性能以及工艺性能各不相同。虽然都是金属材料，不同 成分和不同状态下的性能差异也非常大。造成金属材料性能差异 的主要原因是由于金属材料内部结构的不同。
2
一 金属的晶体结构与结晶 1.1 晶体及其特点
固态物质分类 根据内部原子堆积的情况
多晶体
单晶体
多晶体
外形不规则，呈颗粒状的小晶体称为晶粒，每个晶粒相当于一 个单晶体，其原子排列位向是一致的，而各个晶粒的晶格位向各不 相同。晶粒与晶粒之间的界面称为晶界，晶界上的原子处于过渡的 不规则状态，这些由许多晶粒组成的晶体称为多晶体。
7
晶核形成
晶核长大
纯铁结晶过程示意图
8
晶体缺陷 点缺陷
18
2.2 铁碳合金的基本相和基本组织
含有质量分数为0.10%～0.20%杂质的铁碳合金中，称之为工业 纯铁。工业纯铁虽然塑性、导磁性良好，但强度较低，不适宜制 作机械零件。为了提高纯铁的强度、硬度，常在纯铁中加入少量 碳元素，可形成等五种基本组织。铁素体、奥氏体、渗碳体、
4
1.2 金属的三种常见晶体结构
体心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格
体心立方晶格
面心立方晶格
密排六方晶格
5
BCC 结构
FCC 结构
CPH 结构
6
1.3 金属实际的晶体结构
单晶体
在理想情况下，晶体内 部的晶格位向是完全一致的， 即晶体的原子是按一定几何 规律做周期性排列而成，这 种晶体称为单晶体 。
点缺陷是指长、宽、高尺寸都很小的缺陷。 晶格空位
常见的点缺陷 置换原子 间隙原子
9
线缺陷
线缺陷是指晶体内沿某一条线，附近原子的排列偏离了完整晶格 所形成的线形缺陷区，即发生了“位错”。

热处理-铁碳相图-Fe3C-奥氏体,马氏体,铁素体PPT文档45页

热处理-铁碳相图-Fe3C-奥氏 体,马氏体,铁素体
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

Definition of structures
Pearlite is the eutectoid mixture containing 0.80 % C and is formed at 723°C on very slow cooling.
It is a very fine platelike or lamellar mixture of ferrite and cementite.
IRON IRON-CARBON DIAGRAM
IRON IRON-CARBON DIAGRAM
eutectoid
Eutectic
Pearlite and Cementine
Austenite
Ferrite Pearlite
Pearlite and Carbide
Steel
Cast iron
Outline
Definition of structures
Ferrite
Average properties are:
Tensile strength = 40,000 psi;
Elongation
= 40 % in 2 in;
Hardness
> Rockwell C 0 or > Rockwell B 90
The white ferritic background or matrix contains thin plates of cementite (dark).
Definition of structures
Pearlite
Average properties are:
Tensile strength = 120,000 psi;
brittle intermetallic compound of iron & carbon, as Fe3C, contains 6.67 % C. It is the hardest structure that appears on the diagram, exact melting point unknown. Its crystal structure is orthorhombic. It is has low tensile strength (approx. 5,000 psi),
Eutectoid, at 723 deg.C with eutectoid composition of 0.8wt% C, two-phase mixture (ferrite & cementite). They are steels.
How to read the Fe-C phase diagram
amount of carbon dissolved in α (BCC) iron. stable form of iron below 912 deg.C The maximum solubility is 0.025 % C at
723C and it dissolves only 0.008 % C at room temperature. It is the softest structure that appears on the diagram.
Third horizontal line is at 723°C, where eutectoid reaction takes place: austenite ↔ pearlite (mixture of ferrite & cementite)
Various Features of Fe-C diagram
Phases present
L
d BCC structure Paramagnetic
a ferrite BCC structure Ferromagnetic Fairly ductile
Reactions
Peritectic L + d = Eutectic L = + பைடு நூலகம்e3C Eutectoid = a + Fe3C
austenite FCC structure Non-magnetic ductile
Fe3C cementite Orthorhombic Hard
brittle
Max. solubility of C in ferrite=0.022% Max. solubility of C in austenite=2.11%
Elongation
= 10 percent in 2 in.;
Hardness
= Rockwell C 40, approx; and
toughness
= high
Definition of structures
Cementite or iron carbide, is very hard,
Three Phase Reactions
Peritectic, at 1490 deg.C, with low wt% C alloys (almost no engineering importance).
Eutectic, at 1130 deg.C, with 4.3wt% C, alloys called cast irons.
Cooling curve for pure iron
Definition of structures
Various phases that appear on the Iron-Carbon equilibrium phase diagram are as under: •Austenite •Ferrite •Pearlite •Cementite •Martensite* •Ledeburite
Carbon dissolved in (F.C.C.) iron.
Maximum solubility is 2.0 % C at 1130°C. High formability, most of heat treatments
begin with this single phase. It is normally not stable at room temperature.
➢ Introduction ➢ Cooling curve for pure iron ➢ Definition of structures ➢ Iron-Carbon equilibrium phase diagram – Sketch ➢ The Iron-Iron Carbide Diagram - Explanation ➢ The Austenite to ferrite / cementite
Elongation
= 20 % in 2 in.;
Hardness
= Rockwell C 20, Rockwell B 95-100, or BHN 250-300.
Definition of structures
Austenite is an interstitial solid solution of
Microstructure of different phases of steel
Definition of structures
Ferrite is known as α solid solution. It is an interstitial solid solution of a small
First horizontal line is at 1490°C, where peritectic reaction takes place: Liquid + d ↔ austenite
Second horizontal line is at 1130°C, where eutectic reaction takes place: liquid ↔ austenite + cementite
Definition of structures
Martensite - a super-saturated solid solution of carbon in ferrite.
It is formed when steel is cooled so rapidly that the change from austenite to pearlite is suppressed.
But, under certain conditions it is possible to obtain austenite at room temperature.
Definition of structures
Austenite
Average properties are:
Tensile strength = 150,000 psi;
Unit Cells of Various Metals
FIGURE - The unit cell for (a) austentite, (b) ferrite, and (c) martensite. The effect of the percentage of carbon (by weight) on the lattice dimensions for martensite is shown in (d). Note the interstitial position of the carbon atoms and the increase in dimension c with increasing carbon content. Thus, the unit cell of martensite is in the shape of a rectangular prism.
eutectoid