第四章 铁碳合金
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第四章铁碳合金第一节铁碳合金的组元和基本相一、铁碳合金中的组元和基本相1、铁碳合金相图中的组元(合金中最基本、最独立的物质,一般来说组元是元素或稳定化合物):铁和渗碳体2、铁碳合金相图中的基本相(分为固溶体和化合物):铁素体、奥氏体、δ铁素体、渗碳体。
3、钢经过一定的结晶过程都要变成奥氏体,所以通常不研究δ铁素体。
二、铁的同素异晶转变1、固态下的相变结晶过程称为重结晶。
2、A0转变渗碳体在230℃时发生磁性转变,由高温顺磁性转变为低温铁磁性。
3、A2转变α—Fe在770℃时发生磁性转变,由高温顺磁性转变为低温铁磁性。
晶格类型没有发生转变,不属于相变。
4、A3转变γ—Fe和α—Fe相互转变5、A 4转变δ—Fe和γ—Fe相互转变第二节铁碳合金相图分析详见课本1、相图是由包晶转变、共晶转变和共析转变拼接而成,是液态结晶与固态重结晶的综合结果。
2、NH线是δ—Fe转化成γ—Fe开始线。
NJ线是δ—Fe转化成γ—Fe终止线线。
是由铁的同素异构转变图中的A4演化来的。
3、PSK线是共析反应线。
又称A1线。
4、ECF线是共晶转变线。
产物莱氏体是奥氏体和渗碳体的机械混合物。
基体是渗碳体,奥氏体呈颗粒状分布在渗碳体上,由于渗碳体很脆,所以莱氏体是塑性很差的组织。
5、GS线是γ—Fe开始转变成α—Fe的线,也是α—Fe转化成γ—Fe的终止线。
由铁的同素异构转变图中的A3演化来的。
又称A3线。
6、GP线是α—Fe转化成γ—Fe的开始线,γ—Fe转变成α—Fe的终止线。
7、SE线是碳在奥氏体中溶解度的曲线。
又称ACm线。
从奥氏体中析出的渗碳体称为二次渗碳体。
8、PQ线是碳在铁素体中溶解度的曲线。
从铁素体中析出的渗碳体称为三次渗碳体。
9、同一种组成相由于生成条件不同,虽然相的本质未变,但形态可以有很大差异。
10、从奥氏体中析出的铁素体-般且在块状,共析反应生成的珠光体中的铁素体,由于同渗碳体相互制约,呈交替层片状,同时共析渗碳体也呈交替层片状。
第四章铁碳合金第四章铁碳合金第一节铁碳合金的组元与基本相(二)铁素体与奥氏体二、渗碳体Fe3C第二节Fe-Fe3C相图分析相图中点的含义A.三条水平恒温转变线①包晶线:HJB线(1459℃),J为包晶点,wc=0.09~0.53%的Fe、C合金缓冷到HJB线均发生包晶反应,即:L0.53+δ0.09→α0.17(LB+δH→αJ)②共晶线:ECF水平线(1148℃),C点为共晶点,wc=2.11~6.69%的Fe、C合金缓冷到EFC线均发生共晶反应,即:L4.30→γ2.11+Fe3C(LC→γE+Fe3C)转变产物为γ和Fe3C组成的共晶混合物称为莱氏体(Ledeburite),用Ld表示。
③共析线:PSK水平线(727℃),S点为共析点。
凡wc>0.0218%的Fe、C合金冷却到PSK线均发生共析反应,即:γ0.77→α0.0218+Fe3C(γS→αP+Fe3C)转变产物为α和Fe3C组成的机械混合物称为珠光体(pearlite),用P表示。
共析转变温度常用A1表示。
B.两条磁性转变线①230℃为水平线为Fe3C的磁性转变线,230℃以上Fe3C无磁性,230℃以下为铁磁性。
常用A0表示②770℃为α的铁磁性转变线。
770℃以上无铁磁性,770℃以下为铁磁体。
常用A2表示C.几条重要的相界线(固态转变线)①GS线:A中开始析出α或α全部溶入(升温时)γ的转变线。
常用A3表示。
因这条线在共析转变线以上,故又称为先共析α相开始析出线。
常称为A3线或A3温度。
②E S线:C在γ中溶解度曲线。
常用Acm表示,称为Acm温度。
低于此温度,溶解度降低,将析出Fe3C。
为了区别自液(CD线)态合金中直接析出的一次Fe3C,将γ中析出的Fe3C称为二次Fe3C。
③PQ 线:C在α中溶解度曲线。
在727℃时,C在α中的最大溶解度0.0218%,但温度下降,C在中溶解度下降,会析出少量的渗碳体,,称为三次Fe3C。
第四章铁碳合金Iron-Carbon Alloy碳钢和铸铁都是铁碳合金,是使用最广泛材料。
了解铁碳合金相图,对于铁碳合金的研究和使用,各种热加工工艺的制定以及工艺、品质量的保证等都有十分重要的意义。
铁碳合金中的碳有两种存在形式:渗碳体Fe3C和石墨。
现在,我们首先仅研究铁到渗碳体的部分。
这不仅简化了我们对铁-碳二元系的认识难度,而且由于实际使用的金属合金其含碳量一般不超过5%,所以先来重点研究Fe-FeC相图也是必要的。
3第一节铁碳合金的组元和基本相Fe 1 2 3 4 5 6 6.69C%Fe-Fe 3C 相图140012001000800600400200温度/ ℃CEFD BA J N S GP KQ γ+δγL +δδL +γγ+αL +Fe 3Cγ+Fe 3Cα+Fe 3C αH第三节铁碳合金的平衡结晶过程及组织L +δFe 1 2 3 4 5 6 6.69C / %典型的铁碳合金结晶过程分析140012001000800600400200温度/ ℃C EFD A J NS G P KQ γ+δγδL +γγ+αL +Fe 3Cγ+Fe 3Cα+Fe 3C αB ②④⑥⑤⑦①1③56754123124123312123δγLδ1以上工业纯铁结晶过程示意图L δγααFe 3CⅢγα1—22—33—44—55—66—77以下共析钢结晶过程示意图γLLγP1以上1—2 2—3 3以下姓名语文数学英语李小红8593刘兵8394曾小玲818925μ图4-10 珠光体组织1以上1~2 2 2~3 3~4 4~55以下亚共析钢结晶过程示意图δL LαγαPγLγLδγ25μ亚共析钢的显微组织PγFe 3C ⅡLγ1以上1~2 2~3 3~4 4以下过共析钢结晶过程示意图Lγ25μ过共析钢的显微组织1以上1~2 2以下共晶白口铁结晶过程示意图LLdLd`25μ共晶白口铁的显微组织1以上1~2 2~3 3以下亚共晶白口铁结晶过程示意图LγγPLd`LdL60μ亚共晶白口铁的显微组织1以上1~2 2~3 3以下过共晶白口铁结晶过程示意图LLd `LdFe 3C ⅠFe 3C ⅠL60μ过共晶白口铁的显微组织按组织组成物标注的铁碳合金相图L +δFe 1 2 3 4 56 6.69C / %按组织组成物划分的铁碳合金相图140012001000800600400200温度/ ℃C E F D A JNS G PK Qγ+δγδL +γγ+αL +Fe 3C γ+Ld+Fe 3C II P +Fe 3C II α①⑥L ⑤⑦B ③②④5Ld+Fe 3C I γ+Fe 3C II P +Ld`+Fe 3C II Ld`+Fe 3C Iα+P。