铁碳合金的相图的详细讲解 (精品)(课堂PPT)

格式：ppt
大小：3.81 MB
文档页数：45

下载文档原格式

铁碳合金优秀课件

研究 Fe -Fe3C 为主
铁碳合金中的C 有两种存在形式：渗碳体Fe3C 和石墨
∴铁碳相图存在 Fe -Fe3C 和 Fe –石墨两种形式
11.12.2020
3
1.铁碳合金基本相和组织
1.1、基本相 1）纯铁铁具有典型的同素异构转变 TmFe =1538℃
1394℃
912℃
δ-Fe
γ-Fe
α-Fe
21
6.亚共晶白口铁 ( Wc = 3.0% )
11.12.2020
22
亚共晶白口铁组织金相图
黑色树枝状：珠光体
树枝状P体周围的白色网状物：二次渗碳体黑白相间的混合物：低温莱氏体
11.12.2020
23
7.过共晶白口铁 ( Wc = 5.0% )
11.12.2020
24
过共晶白口铁组织金相图
白色条状：一次渗碳体
其余：珠光体
11.12.2020
25
标注了组织组成物的相图
11.12.2020
26
组织组成物: F ; P
杠杆定律
0.77-0.45
F=
100%=43%
0.77-0.02
0.02
0.02 0.45 0.77
6.67
P=
100% = 57%
0.77-0.02 相组成物: F ; Fe3C
小结
杠杆定律
三、应用(Application)
11.12.2020
2
简介铁碳合金— 碳钢和铸铁使用最广泛的金属材料。铁与碳两个组元可形成的化合物：
Fe3C (wC=6.67%) , Fe2C, FeC
工业纯铁： wC ≤ 0.0218 % 碳钢：0.0218 %< wC ≤ 2.11% 铸铁：2.11% < wC ≤ 6.67%

铁碳合金相图PPT课件

奥氏体性能：相对于铁素体具有一定的强度和硬度，塑性和韧性也好。（σb=400 MPa，170~220HBS），塑性和韧性也好（δ=40%~50%）。具有顺磁性，可作为无磁钢。5
无磁钢：没有铁磁性从而不能被磁化的稳定奥氏体钢。Fe-MnAl-C系列奥氏体，其电磁性能(磁导率)，组织稳定，力学性能优良，磁导率低而电阻率高，在磁场中的涡流损耗极小。

0.77 c 0.77 0.0218
100%
P

c 0.0218 0.77 0.0218
100%

6.69 c 6.69 0.0218
100%
Fe3C

c 0.0218 6.69 0.0218
100%
30
亚共析钢的组织
所有的亚共析钢室温组织都是由铁素体和珠光体组成，其差别仅是铁素体与珠光体的相对量不同， Wc越高，珠光体越多，铁素体越少。
无磁钢的用途：（1）石油钻井无线随钻侧斜系统(MWD)：是在油田钻井过程
中的专业定向仪器。一般用于定向井，而定向井需要测斜度及方位的，测斜时仪器在无磁钻具内部可以免受外界磁场的影响从而保证结果的准确性。（2）高压电器和大中型变压器油箱内壁、铁芯拉板、线圈夹件、螺栓、套管、法兰盘等漏磁场中的结构件；（3）起重电磁铁吸盘、磁选设备筒体、选箱以及除铁器、选矿设备等；
100%
13.4%
35
过共晶白口铸铁(Wc=5%)
Ld

6.69 6.69

5.0 4.3
100%

71%
Fe3C

5.0 4.3 100% 6.69 4.3

29%

铁碳合金的相图的最全详细讲解

铁碳合金的相图的最全详细讲解
铁素体组织金相图
铁碳合金的相图的最全详细讲解
⑵ 奥氏体:
碳在 -Fe中的固溶体称奥氏体。用A或表示8℃时最大为2.11%。727 ℃时为0.77%
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
铁碳合金的相图的最全详细讲解
共晶白口铁组织金相图
铁碳合金的相图的最全详细讲解
6.亚共晶白口铁 ( Wc = 3.0% )
铁碳合金的相图的最全详细讲解
亚共晶白口铁组织金相图
铁碳合金的相图的最全详细讲解
7.过共晶白口铁 ( Wc = 5.0% )
铁碳合金的相图的最全详细讲解
过共晶白口铁组织金相图
工业纯铁 ( ingot iron )
共析钢
( eutectoid steel )
亚共析钢 ( hypoeutectoid steel )
过共析钢 ( hypereutectoid steel )
共晶白口铁 ( eutectoid white iron )
亚共晶白口铁( hypoeutectoid white iron )
铁碳合金的相图的最全详细讲解
二.制定热加工工艺方面的应用
铁碳合金的相图的最全详细讲解
本章小结
三种典型的金属晶体结构晶体缺陷：点、线、面过冷度、结晶过程晶粒大小对金属性能的影响、细化晶粒的方法同素异构合金的相结构、固溶强化铁碳合金的基本组织、铁碳合金相图
铁碳合金的相图的最全详细讲解
⒉ 特征线 ⑴ 液相线—ACD，
固相线—AECF ⑵ 水平线：
ECF：共晶线LC⇄ E+Fe3C
共晶产物是A与Fe3C的机械混合物，称作莱氏体, 用Le表示。为蜂窝状, 以Fe3C为基，性能硬而脆。

铁碳合金的相图的详细讲解 PPT

铁碳合金的相图的详细讲解
一、铁碳合金的基本组织
⒈ 组元：Fe、 Fe3C ⒉相
⑴ 铁素体：
碳在-Fe中的固溶体称铁素体, 用F 或表示。
铁素体
是体心立方间隙固溶体。铁素体的溶碳能力很低,在727℃时最大为0.0218%，室温下仅为0.0008%。
铁素体的组织为多边形晶粒，性能与纯铁相似。
高温莱氏体：727 ℃以上，奥氏体与渗碳体，以Le表示低温莱氏体：727 ℃以下，珠光体与渗碳体，以L’e表示为蜂窝状, 以Fe3C为基，性能硬而脆。
莱氏体
莱氏体 ( Ld )
相图的建立
相图的建立
热分析法
温度
温
温
度
度
时间 A 90 70 50 30 B
温
度
L
a
L + S
S
A
ab : 液相线 ab : 固相线 L : 液相区 S : 固相区 L+S:液固共存区
亚共晶白口铁( hypoeutectoid white iron )
过共晶白口铁( hypereutectoid white iron )
1.工业纯铁 ( Wc < 0.0218% )
工业纯铁组织金相图
2. 共析钢 ( Wc = 0.77% )
共析钢组织金相图
3.亚共析钢 ( Wc = 0.45% )
莱氏体
（二）铁碳合金的组织转变
工业纯铁 ( ingot iron )
共析钢
( eutectoid steel )
亚共析钢 ( hypoeutectoid steel )
过共析钢 ( hypereutectoid steel )
共晶白口铁 ( eutectoid white iron )

铁碳相图简介PPT课件

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。
2021
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％
2021
28
（2）钢
▪ 钢（ steel）是含碳量在 ( Wc=0.0218～
2.11%)之间的Fe、C合金。其特点是：
▪ 高温组织为单相的γ，具有很好的塑性。因而可以进行锻造、轧制等压力加工。根据其室温组织的不同，碳钢（carbon steel）又可分为：
▪ 共析钢（eutectoid steel）：Wc=0.77%
2021
36
一、锻造工艺学及其性质
▪ 锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形，以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。
▪ 锻造和冲压同属塑性加工性质，统称锻压
2021
37
锻造生产的特点及其在国民经济中的作用
▪ 特点 ▪ 地位
2021
38
大型锻件主要应用于以下方面
2021
3
Fe—C合金概述
▪ 在铁碳合金中，Fe与C可以形成一系列化合物：Fe3C、
Fe2C、FeC。所以， Fe-C 相图可以划分 Fe3C-Fe2C, Fe2C-FeC和FeC-C四个部分
。成由Fe于-F化e3合C,
物是硬脆相，后面三部分相图实际上没有应用价值
（工业上使用的铁碳合金含碳量不超过5％），因此，
③ PQ线：碳在α中的溶解度线.。冷却时从α中开始析出 Fe3CⅢ 或加热时 Fe3CⅢ 全部溶入α中的转变线.

铁碳平衡相图详解 PPT课件

1.2 以特性点标注的铁碳相图
注：虚线、点划线的意义——— 尚未准确确定的数据、磁学转变线、有序2.1 分析步骤
① 以稳定的化合物分割相图（Fe3C）； ② 以特殊的成分分割相图（钢*与铁的区分）； ③ 确定各点、线、区的意义； ④ 分析特征合金的结晶过程及其组织演化； ⑤ 说明相图的实际应用
续前页
6）PSK水平线共析线，通常称为A1线。奥氏体冷却到共析线温度
（727℃）时，将发生共析转变生成珠光体（P）， W(c) ＞0.0218%的铁碳合金均会发生共析转变。
7）GP线 0＜ W(c) ＜0.0218%的铁碳合金，缓冷时，由奥氏体
中析出铁素体的终了线。
续前页
8）PQ线碳在铁素体中的溶解度曲线。在727℃时， W(c)
*——此处讨论的钢仅限于碳钢，暂不涉及合金钢。
2.2 铁碳相图的几何规律
相邻相区的相数差1（点接触除外）——相区接触法则；三相区的形状是一条水平线，其上三点是平衡相的成分点。若两个三相区中有两个相同的相，则两水平线之间必是由这两相组成的两相区。单相区边界线的延长线应进入相邻的两相区。
亚共析钢
0.0218%<W(c)<0.77%
过共析钢
0.77%<W(c)<2.11%
共晶白口铁 W(c)=4.3%
亚共晶白口铁 2.11%<W(c)<4.3%
过共晶白口铁 4.3%<W(c)<6.69%
*—— 按含碳量和室温组织分类
4. 典型铁碳合金的结晶过程分析——以钢为例
① 共析钢 ② 亚共析钢 ③ 过共析钢
As→P（Fp+Fe3C）；
附：铁碳平衡图中所有的特性点

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、"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、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)。

析转变。二个重要温度: 1148 ℃ 、727 ℃ 。
21
Fe - Fe3C 相图
A
T°
L
D
L+A
E
A
G
A+
A+F S Fe3CⅡ F P ( F+ Fe3C )
P
Q P+F
P+Fe3CⅡ
1148℃
C
( A+Fe3C )
Ld
A+Ld+Fe3CⅡ
P+Ld’+Fe3CⅡ Ld’
( P+Fe3C )
27
工业纯铁组织金相图
28
2. 共析钢 ( Wc = 0.77% )
29
共析钢组织金相图
30
3.亚共析钢 ( Wc = 0.45% )
31
亚共析钢组织金相图
32
4.过共析钢 ( Wc = 1.2% )
33
过共析钢组织金相图
34
5.共晶白口铁 ( Wc = 4.3% )
35
共晶白口铁组织金相图
莱氏体
10
莱氏体 ( Ld )
11
相图的建立
12
相图的建立
名称熔点合金1 合金2 合金3 …….. 合金9 合金10 合金11

A金属高
100% 90% 80% …….. 20% 10% 0%
B金属低 0% 10% 20%
……. 80% 90% 100%
13
热分析法
14
温度
温
温
度
度
过共析钢 ( hypereutectoid steel )
共晶白口铁 ( eutectoid white iron )
亚共晶白口铁( hypoeutectoid white iron )
过共晶白口铁( hypereutectoid white iron )
26
1.工业纯铁 ( Wc < 0.0218% )
36
6.亚共晶白口铁 ( Wc = 3.0% )
37
亚共晶白口铁组织金相图
38
7.过共晶白口铁 ( Wc = 5.0% )
39
过共晶白口铁组织金相图
40
Fe - Fe3C 相图的应用
选择材料方面的应用制定热加工工艺方面的应用
41
一.选择材料方面的应用
1. 分析零件的工作条件, 根据铁碳合金成分、组织、性能之间的变化规律进行选择材料。
§2-5 铁碳合金的组织与状态图
铁碳合金—碳钢和铸铁，是工业应用最广的合金。含碳量为0.0218% ~2.11%的称钢含碳量为 2.11%~ 6.69%的称铸铁。
铁和碳可形成一系列稳定化合物： Fe3C、 Fe2C、 FeC，都可作为纯组元看待。
含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆，已无实用价值。
时间
A 90 70 50 30 B 15
温
度
L
a
L + S
S
A
ab : 液相线 ab : 固相线 L : 液相区 S : 固相区 L+S:液固共存区
b
B
16
二、铁碳合金状态图
铁碳合金相图是研究铁碳合金最基本的工具，是研究碳钢和铸铁的成分、温度、组织及性能之间关系的理论基础,是制定热加工、热处理、冶炼和铸造等工艺依据.
3
⑵ 奥氏体:
碳在 -Fe中的固溶体称奥氏体。用A或表示。
是面心立方晶格的间隙固溶体。溶碳能力比铁素体大， 1148℃时最大为2.11%。727 ℃时为0.77%
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. 碳钢室温组织中无奥氏体。
奥氏体
4
奥氏体组织金相图
要以Fe3C或石墨的形式存在。
铸铁中的石墨
6
渗碳体组织金相图
7
⑷珠光体：铁素体与Fe3C的机械混合物，用P表示。
珠光体的组织特点是两相呈片层相间分布,性能介于两相之间。
珠光体
8
珠光体 ( P )
9
⑸莱氏体：与Fe3C的机械混合物
高温莱氏体：727 ℃以上，奥氏体与渗碳体，以Le表示低温莱氏体：727 ℃以下，珠光体与渗碳体，以L’e表示为蜂窝状, 以Fe3C为基，性能硬而脆。
L+ Fe3CⅠ F
Ld+Fe3CⅠ
727℃ K
Ld’+Fe3CⅠ
0.0218%C 0.77%C Fe
2.11%C
4.3%C
6.69%C Fe232C
⒈ 特征点
⇄
⇄ ⇄
⇄ ⇄
J N
A
G
F +A
L+A
L
L+Fe3C
A +Fe3C
P +Fe3C
23
⒉ 特征线 ⑴ 液相线—ACD，
固相线—AECF
44
45
⑵ 水平线：
ECF：共晶线LC⇄ E+Fe3C
共晶产物是A与Fe3C的机械混合物，称作莱氏体, 用Le表示。为蜂窝状, 以Fe3C为基，性能硬而脆。
莱氏体
24
25
（二）铁碳合金的组织转变
工业纯铁 ( ingot iron )
共析钢
( eutectoid steel )
亚共析钢 ( hypoeutectoid steel )
5
⑶ 渗碳体：即Fe3C, 含碳6.69%, 用Fe3C或Cm表示。 Fe3C硬度高、强度低(b35MPa), 脆性大, 塑性几乎为零
Fe3C是一个亚稳相，在一定条件下可发生分解：
Fe3C→3Fe+C(石墨), 该反应对铸铁有重要意义。
钢中的渗碳体
由于碳在-Fe中的溶解度很小，
因而常温下碳在铁碳合金中主
2. 根据铁碳合金成分、组织、性能之间的变化规律 , 确定选定材料的工作范围。
42
二.制定热加工工艺方面的应用
43
本章小结
三种典型的金属晶体结构晶体缺陷：点、线、面过冷度、结晶过程晶粒大小对金属性能的影响、细化晶粒的方法同素异构合金的相结构、固溶强化铁碳合金的基本组织、铁碳合金相图
1
一、铁碳合金的基本组织
⒈ 组元：Fe、 Fe3C ⒉相
⑴ 铁素体：
碳在-Fe中的固溶体称铁素体, 用F 或表示。
铁素体
是体心立方间隙固溶体。铁素体的溶碳能力很低,在727℃时最大为0.0218%，室温下仅为0.0008%。
铁素体的组织为多边形晶粒，性能与纯铁相似。
2
铁素体组织金相图
17
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。
Fe
Fe3C Fe2C
FeC
C%(at%) →
C
18
Fe - Fe3C 相图
T°
Fe
Fe193C
20
(一)铁碳合金状态图中主要点和线的意义
五个重要的成份点: P、S、E、C、K。四条重要的线: EF、ES、GS、FK。三个重要转变: 包晶转变、共晶转变、共