第三章 铁碳合金

第三章 复习思考题（铁碳合金相图）

一．名词解释

铁素体、奥氏体、珠光体、莱氏体、高温莱氏体、低温莱氏体、一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、A3线、Acm线、PQ线、渗碳体

二．填空题

1．碳在奥氏体中的溶解度随温度而变化，在1148℃时溶碳量可达 ，在727℃时为 。

2．铁碳合金相图是表示在 情况下， 随温度变化的图形。

3．含碳量小于 的铁碳合金称为钢，根据室温组织的不同，钢可以分为三类： 钢，其组织是

； 钢，其组织是 ； 钢，其组织是 。

4．共析钢当加热后冷却到S点时会发生 转变，从奥氏体中同时析出 和

组成的混合物，称为

。

5．分别填出下列组织的符号：奥氏体 ，铁素体 ，渗碳体 ，珠光体 ，高温莱氏体

，低温莱氏体 。

6．奥氏体和渗碳体组成的共晶产物称为 ，其含碳量为 ，当温度低于727℃时，转变为珠光体和渗碳体，又称为 。

7．亚共晶白口铸铁的含碳量为 ，其室温组织为

。

8．铁素体是碳溶入 中的 固溶体，奥氏体是碳溶入 中的 固溶体，渗碳体是 。

9．工业纯铁、亚共析钢、共析钢、过共析钢、亚共晶白口铁、共晶白口铁、过共晶白口铁在室温下的平衡组织分别是 ， ， ， ， ， ， 。

10．在Fe-Fe3C相图中，HJB线、ECF线、PSK线分别称为 ， ，

。

11．根据含碳量和组织特点，可将铁碳合金分为三大类，分别是 ， ，

- 1 - 第一课时 铁合金 铝和铝合金

[明确学习目标] 1.认识合金的特征性质。2.了解常见合金的分类、组成和用途。3.掌握Al与O2反应及Al与NaOH溶液反应的产物和本质。4.正确认识氧化铝的两性。

学生自主学习

铁合金

1.生铁和钢

生铁和钢是□01含碳量不同的两种铁碳合金，其中含碳量为□022%～4.3%为生铁；含碳量为□030.03%～2%为钢。

2.人类对铁合金的应用历程

3.钢——用量最大、用途最广的合金

铝与铝合金

1.铝的性质

(1)铝的原子结构与物理性质

- 2 -

(2)铝与盐酸、NaOH溶液的反应的实验探究

2.氧化铝的性质

- 3 - (1)物理性质

(2)化学性质

写出下列反应的化学方程式，并改为离子方程式。

Al2O3和HCl：□16Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O，

□17Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O；

Al2O3和NaOH：□18Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，□19Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O。

(3)用途

a.冶炼金属铝的原料。

b.良好的耐火材料。

新型合金

用于贮氢的新型合金□01Ti­Fe合金和□02La­Ni合金；钛合金、耐热合金和形状记忆合金等广泛应用于□03航空航天、□04生物工程和□05电子工业等领域。

1.合金中只有金属吗？合金属于纯净物还是混合物？

提示：合金是指由两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的物质，故合金属于混合物，合金中可能含有非金属，如钢中含有碳。

2.如何除去铁粉中混有的少量铝粉？

提示：

反应方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。

3.Al2O3既能与盐酸反应，又能与NaOH反应，所以Al2O3是两性氧化物。Al既能与盐酸反应，又能与NaOH反应，那么Al可以称之为两性金属吗？

- 4 - 提示：不可以，Al是活泼的金属元素，不是两性金属。

铁碳合金相图

理论课授课教案

授课

章节 第三章第三节 铁碳合金相图 参评组别：B组

专业分类：机加类

课程名称：金属材料与热处理 2009年全国技工教育和职业培训

优秀教研成果评选活动参评教案 第 页，共8页 1 目的

及

要求 1、 掌握简化的Fe—Fe3C相图中的主要特性点、特性线的含义

2、 熟悉掌握铁碳合金的分类。

重

点

难

点 重点：简化相图各区域的组织及符号

难点： 1、共晶、共析转变线

2、共晶、共析转变式的写法

教具 多媒体课件

课

时

安

排 1、课前复习、提问 5分钟

2、授新课 铁碳合金相图 35分钟

3、小结、布置作业 5分钟

课

前

复

习

导

入

新

课 提问：铁碳合金的相及组织的定义、晶格结构、符号及性能

学生回答：铁素体（F）定义：碳溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体。 晶格结构：体心立方晶格

奥氏体（A）定义：碳溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体。 晶格结构：面心立方晶格

渗碳体（Fe3C）定义：Fe 与 C 所形成的金属化合物

晶格结构：复杂正交

珠光体（P）定义：F与 Fe3C 所形成的机械混合物

莱氏体（Ld, L′d）定义：A与 Fe3C 所形成的机械混合物

利用课件显示其温度、成分、性能

一

第三章第三节 铁碳合金相图

什么是铁碳合金相图？

表示在缓慢冷却（或缓慢加热）的条件下，不同成分的铁碳合金的状态．．或组织．．随温度变化的图形。

铁碳合金相图组成

提问：在铁碳合金中，碳与铁可组成哪几类物质?

学生回答：可组成化合物、也可以形成固溶体、还可以形成混运用课件，播放定义，对定义进行详细讲解分析

第 页，共8页 2

二、

1、

2、

合物。

根据相图投影的提问：相图横坐标与纵坐标的含义

学生回答：图中纵坐标为温度，横坐标为含碳量的质量分数。

第三章

材料改性方法相图

了解金属组织结构和成分、温度之间关系的工具金属的相图金属的相图是帮助我们了解金属在不同条件下的结构、状态，判断其性能的工具。金属的相图有一元、二元、三元和多元相图。其中应用最多的是二元相图，特别是铁碳合金二元相图。二元相图二元相图是在常压下两种元素组成的合金结构、状态随合金成分、温度变化规律的图形。二元相图的纵坐标是温度，横坐标是成分。

铜镍合金的冷却曲线和状态图100011001200130014001500

Cu20%Ni40%Ni80%Ni60%NiNi

时间Ni%0204060801002 匀晶相图二元合金系中两组元在固态能够形成无限互溶的固溶体时，其合金相图为匀晶相图。如Cu-Ni、Fe-Cr等合金系。点：铜、镍熔点线：液相线；固相线。区：液相区，用L

表示；固相区，用表示；两相区，用(L+)表示

铜镍合金状态图Ni%020406080100L

L+相图结构分析

1453℃

1083℃

Ni%含60%镍合金的冷却曲线及结晶过程示意图100011001200

130014001500

020406080100L1L2L33t1t2t3LL

时间21定义：铅中溶锑形成固溶体；锑中溶铅形成β固溶体。

0100200300400500

Pb20406080SbSb%共晶相图(11.1)L+ b+bL+L

FECADGB

b3 共晶相图

0100200300400500

Pb20406080SbSb%共晶相图(11.1)L+ b+bL+L

FECADGB

b点:铅熔点327.5 , 锑熔点630.5℃线：AEB 液相线；ACEDB 固相线共晶线：CED溶解度线：CF 、CG ：区：单相区：L、、β、双相区：L+、L+β、+β3.2 铁碳相图

同素异晶转变——金属在固态下发生的晶格类型的转变。Fe —过渡族元素熔点：1538℃原子量：56密度：7.87×103kg/m31538℃1394℃