哈工大——第三章_金屬的結(jié)晶與顯微組織

1、第三章 金屬結(jié)晶與顯微組織金屬材料及熱處理主講人 劉 海哈爾濱工業(yè)大學(xué)空間材料與環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)室86412462，86418720第三章 金屬結(jié)晶與顯微組織凝固結(jié)晶平衡結(jié)晶溫度或理論結(jié)晶溫度金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程。結(jié)晶是指從原子不規(guī)則排列的液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樵右?guī)則排列的晶體狀態(tài)的過程。凝固結(jié)晶平衡結(jié)晶溫度或理論結(jié)晶溫度金屬熔點(diǎn)第三章 金屬結(jié)晶與顯微組織3.1 純金屬的結(jié)晶與組織 3.2 二元合金相圖與合金組織 3.3 鐵碳相圖 3.4 鑄錠（件）的組織與缺陷 第三章 金屬結(jié)晶與顯微組織3.1 純金屬的結(jié)晶與組織 結(jié)晶試驗(yàn)裝置一、結(jié)晶過程的宏觀現(xiàn)象1. 1. 冷卻曲線（熱分析曲線）冷卻曲線（熱分析曲

2、線） 金屬由高溫向低溫冷卻過程中所得到的溫度和金屬由高溫向低溫冷卻過程中所得到的溫度和時間關(guān)系曲線叫冷卻曲線。時間關(guān)系曲線叫冷卻曲線。TTmTn溫度時間一、結(jié)晶過程的宏觀現(xiàn)象2. 結(jié)晶過程的宏觀特征1）過冷現(xiàn)象實(shí)際結(jié)晶是在低于理論結(jié)晶溫度時開始的，這種現(xiàn)象稱為過冷。實(shí)際結(jié)晶溫度與理論結(jié)晶溫度之差稱謂過冷度，過冷度，表示為。2）結(jié)晶潛熱一摩爾物質(zhì)從一個相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€相時，伴隨放出或吸收的熱量稱為相變潛熱。結(jié)晶時所放出的熱量稱為結(jié)晶潛熱。nmTTT過冷結(jié)晶潛熱結(jié)晶是形核和晶核長大的過程。結(jié)晶是形核和晶核長大的過程。金屬在冷卻過程中首先經(jīng)過一段金屬在冷卻過程中首先經(jīng)過一段“孕育期孕育期”，然后出現(xiàn)第

3、一，然后出現(xiàn)第一批晶核。隨著時間的推移，晶核不斷長大，同時有新的核不斷批晶核。隨著時間的推移，晶核不斷長大，同時有新的核不斷產(chǎn)生。在這一過程中，液態(tài)金屬愈來愈少，直到各個晶體相互產(chǎn)生。在這一過程中，液態(tài)金屬愈來愈少，直到各個晶體相互接觸，液態(tài)耗盡，結(jié)晶過程結(jié)束。接觸，液態(tài)耗盡，結(jié)晶過程結(jié)束。二、金屬結(jié)晶微觀過程形核長大形成多晶體兩個過程重疊交織mmVTTLG兩相自由能差潛熱結(jié)晶溫度過冷度過冷度能量起伏相起伏晶胚晶核1. 晶核的形成 液態(tài)金屬依靠結(jié)構(gòu)起伏和能量起伏形成時聚時散的呈短程有序排列的原子團(tuán)（ 稱為“晶胚” ）。當(dāng)晶胚尺寸大于某一臨界值時，就能自發(fā)長大為晶核。均勻形核均勻形核非均勻形核非

4、均勻形核是指完全依靠液態(tài)金屬中是指完全依靠液態(tài)金屬中的晶胚形核的過程，液相的晶胚形核的過程，液相中各區(qū)域出現(xiàn)新相晶核的中各區(qū)域出現(xiàn)新相晶核的幾率都是相同的。幾率都是相同的。1）晶核的形成方式）晶核的形成方式 晶胚依附于液態(tài)金屬中的固晶胚依附于液態(tài)金屬中的固態(tài)雜質(zhì)表面形核的過程。態(tài)雜質(zhì)表面形核的過程。 實(shí)際金屬的結(jié)晶主要以非均實(shí)際金屬的結(jié)晶主要以非均勻形核的方式進(jìn)行。勻形核的方式進(jìn)行。均勻形核均勻形核SGVGV23434rGrGV0drGdmmVTTLGTLTGrmmVk22kkkSrG31431222231316TLTGmmk形核率形核率是指單位時間內(nèi)單位體積液體中形成晶是指單位時間內(nèi)單位體積

5、液體中形成晶核的數(shù)量。用核的數(shù)量。用NN1*N2表示。表示。形核功影響形核功影響原子擴(kuò)散能力原子擴(kuò)散能力急冷非晶態(tài)材料非均勻形核非均勻形核cosLL)cos1 (221rS222sinrS )coscos32(3133rV非均勻形核率所需過冷度較小點(diǎn)陣匹配原理固相表面原子排列與新相點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)相似時，既能有效促進(jìn)新相的非均勻形核。振動、攪拌、超聲波2. 晶核長大機(jī)制晶核長大機(jī)制1）二維晶核長大機(jī)制二維晶核長大機(jī)制當(dāng)固液界面為光滑界面時，晶體長大只能依靠液相中的結(jié)構(gòu)起當(dāng)固液界面為光滑界面時，晶體長大只能依靠液相中的結(jié)構(gòu)起伏和能量起伏，使一定大小的原子集團(tuán)幾乎同時落到光滑界面上伏和能量起伏，使一定大小

6、的原子集團(tuán)幾乎同時落到光滑界面上，形成具有一定原子厚度并具有一定寬度的平面原子集團(tuán)。，形成具有一定原子厚度并具有一定寬度的平面原子集團(tuán)。 2）螺型位錯長大機(jī)制螺型位錯長大機(jī)制界面依靠露頭的螺型位錯呈螺旋狀生長。界面依靠露頭的螺型位錯呈螺旋狀生長。 3）垂直長大機(jī)制垂直長大機(jī)制在粗糙界面上，幾乎有一半應(yīng)按晶體規(guī)律排列的原子位置上并在粗糙界面上，幾乎有一半應(yīng)按晶體規(guī)律排列的原子位置上并無原子從液相中擴(kuò)散過來的原子很容易填入這些位置，所以液相無原子從液相中擴(kuò)散過來的原子很容易填入這些位置，所以液相原子可以連續(xù)地、垂直地向界面增加，從而使界面迅速向液相推原子可以連續(xù)地、垂直地向界面增加，從而使界面迅速

7、向液相推移。大部分金屬是以這種方式長大的。移。大部分金屬是以這種方式長大的。2. 晶核長大機(jī)制晶核長大機(jī)制3. 晶體生長的界面形狀晶體生長的界面形狀晶體形態(tài)晶體形態(tài)粗糙界面粗糙界面樹枝狀樹枝狀 晶體的形態(tài)不僅與其生長機(jī)制有關(guān)，而且晶體的形態(tài)不僅與其生長機(jī)制有關(guān)，而且還與界面的微觀結(jié)構(gòu)、界面前沿的溫度分布和還與界面的微觀結(jié)構(gòu)、界面前沿的溫度分布和生長動力學(xué)很多因素有關(guān)。生長動力學(xué)很多因素有關(guān)。 3. 晶體生長的界面形狀晶體生長的界面形狀晶體形態(tài)晶體形態(tài)負(fù)溫度梯度負(fù)溫度梯度3. 晶體生長的界面形狀晶體生長的界面形狀晶體形態(tài)晶體形態(tài) 在負(fù)溫度梯度下生長的界面形態(tài)在負(fù)溫度梯度下生長的界面形態(tài) 具有粗糙

8、界面的晶體在負(fù)的溫度梯度下生長時，由于界面前沿的液體中過冷度較大，如果某一局部發(fā)展較快，它將伸入到過冷度更大的液體中，從而更有利于突出尖端，向液體中生長。盡管突出尖端也可以橫向生長，但由于結(jié)晶潛熱的放出提高了尖端周圍的液體溫度，固橫向生長速度遠(yuǎn)比朝前方的生長速度小。因此，在這種情況下，生長前方很快形成細(xì)長的主干。 如果初生晶核為多面體，在負(fù)的溫度梯度下多面體尖端或棱角處很快生長出細(xì)長的主干，即所謂的一次晶軸。在一次晶軸上又會生出二次晶軸，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)。對于立方晶系，一次晶軸和二次晶軸都沿方向，并相互垂直 在結(jié)晶過程中，樹枝狀骨架逐漸發(fā)展，直到與相鄰骨架相碰為止。骨架內(nèi)不斷生出更高次晶軸，同時

9、已經(jīng)生出的晶軸逐漸加粗，直到晶軸間的熔液消耗完畢。3. 晶體生長的界面形狀晶體生長的界面形狀晶體形態(tài)晶體形態(tài)粗糙界面粗糙界面樹枝狀樹枝狀 晶體的形態(tài)不僅與其生長機(jī)制有關(guān)，而且晶體的形態(tài)不僅與其生長機(jī)制有關(guān)，而且還與界面的微觀結(jié)構(gòu)、界面前沿的溫度分布和還與界面的微觀結(jié)構(gòu)、界面前沿的溫度分布和生長動力學(xué)很多因素有關(guān)。生長動力學(xué)很多因素有關(guān)。 4. 晶粒大小的控制晶粒大小的控制1) 控制過冷度控制過冷度GNT 增加過冷度的方法是增加過冷度的方法是增加冷卻速度。對于增加冷卻速度。對于小薄件，可采用如下小薄件，可采用如下方法：方法：選用吸熱、導(dǎo)熱性選用吸熱、導(dǎo)熱性強(qiáng)的鑄型材料；強(qiáng)的鑄型材料；采用水冷鑄造

10、；采用水冷鑄造；降低澆注溫度。降低澆注溫度。 2) 變質(zhì)處理變質(zhì)處理GNT 3) 振動、攪拌、超聲波振動、攪拌、超聲波 在澆注前向液態(tài)金屬中加入某些在澆注前向液態(tài)金屬中加入某些難熔的固態(tài)粉末（變質(zhì)劑），促進(jìn)非難熔的固態(tài)粉末（變質(zhì)劑），促進(jìn)非均勻形核來細(xì)化晶粒。例：在鋁、鋁均勻形核來細(xì)化晶粒。例：在鋁、鋁合金、鋼中加入合金、鋼中加入 鈦、鋯等。鈦、鋯等。 4. 晶粒大小的控制晶粒大小的控制1) 控制過冷度控制過冷度3.1 純金屬的結(jié)晶與組織 3.2 二元合金相圖與合金組織 3.3 鐵碳相圖 3.4 鑄錠（件）的組織與缺陷 第三章 金屬結(jié)晶與顯微組織2.2二元合金相圖與合金組織 合金相圖合金相圖用

11、圖解的方法表示不同成分、溫度下合金中相的平衡關(guān)系。相圖是在及其緩慢的冷卻條件下測定的，又稱“平衡相圖平衡相圖”。一、二元合金相圖的建立（以一、二元合金相圖的建立（以Cu-Ni合金為例）合金為例）1）配制一系列成分的合金；）配制一系列成分的合金；100%Cu，30%Ni+70%Cu，50%Ni+50%Cu，70%Ni+30%Cu，100%Ni2）測出上述合金的冷卻曲線；測出上述合金的冷卻曲線；3）根據(jù)各冷卻曲線上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)）根據(jù)各冷卻曲線上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)確定合金臨界點(diǎn)；確定合金臨界點(diǎn)；4）將這些臨界點(diǎn)標(biāo)在相圖坐標(biāo)）將這些臨界點(diǎn)標(biāo)在相圖坐標(biāo)系中相應(yīng)位置上，最后把意義相系中相應(yīng)位置上，最后把意義相同的各點(diǎn)聯(lián)

12、結(jié)起來。同的各點(diǎn)聯(lián)結(jié)起來。2.2二元合金相圖與合金組織 二、二、 勻晶相圖與合金組織勻晶相圖與合金組織 勻晶相圖是指兩組元在液態(tài)和固態(tài)下均能無限互勻晶相圖是指兩組元在液態(tài)和固態(tài)下均能無限互熔的相圖。具有這種相圖的合金有：熔的相圖。具有這種相圖的合金有：Cu-Ni，F(xiàn)e-Cr，Ag-Au，W-Mo1.1.相圖分析相圖分析組元：Cu，Ni點(diǎn)：tACu的熔點(diǎn)； tBNi的熔點(diǎn)；線：液相線LtA m tB 固相線tA n tB；區(qū)：兩個單相區(qū)L， 一個兩相區(qū)L+2.2 二元合金相圖與合金組織 2. 杠杠定律%100%100abarabrbL2.2二元合金相圖與合金組織 3合金的平衡結(jié)晶過程合金的平衡結(jié)

13、晶過程及組織及組織2.2二元合金相圖與合金組織 3合金的平衡結(jié)晶過程合金的平衡結(jié)晶過程及組織及組織2.2二元合金相圖與合金組織 影響因素：原子擴(kuò)散；冷卻速度4合金的非平衡結(jié)晶過程合金的非平衡結(jié)晶過程及組織及組織 在實(shí)際生產(chǎn)條件下，在實(shí)際生產(chǎn)條件下，一般冷卻速度都較快，一般冷卻速度都較快，固熔體中原子擴(kuò)散過程固熔體中原子擴(kuò)散過程不能充分進(jìn)行。因此，不能充分進(jìn)行。因此，先結(jié)晶的枝晶主軸含高先結(jié)晶的枝晶主軸含高熔點(diǎn)組元多，后結(jié)晶的熔點(diǎn)組元多，后結(jié)晶的分枝含底熔點(diǎn)組元多。分枝含底熔點(diǎn)組元多。這種在一個枝晶內(nèi)成分這種在一個枝晶內(nèi)成分不均勻的現(xiàn)象叫不均勻的現(xiàn)象叫“枝晶枝晶偏析偏析”或或“晶內(nèi)偏析晶內(nèi)偏析”

14、。 2.2二元合金相圖與合金組織 Cu-Ni合金的合金的平衡組織與枝晶偏析組織平衡組織與枝晶偏析組織平衡組織平衡組織枝晶偏析組織枝晶偏析組織2.2二元合金相圖與合金組織 三、共晶相圖與合金組織三、共晶相圖與合金組織 CL183共晶相圖共晶相圖兩個組元在液態(tài)時無限互兩個組元在液態(tài)時無限互溶，而在固態(tài)時有限互溶，并有共晶反溶，而在固態(tài)時有限互溶，并有共晶反應(yīng)的相圖。如應(yīng)的相圖。如Pb-Sn，Pb-Sb，Cu-Ag，Al-Si，Al-Sn等。等。共晶相圖兩個組元在液態(tài)時無限互溶，而在固態(tài)時有限互溶，并有共晶反應(yīng)的相圖。如Pb-Sn，Pb-Sb，Cu-Ag，Al-Si，Al-Sn等。 2.2二元合金相

15、圖與合金組織 三、共晶相圖與合金組織三、共晶相圖與合金組織 1相圖分析相圖分析點(diǎn)分析：點(diǎn)分析：A、B分別為Pb和Sn的熔點(diǎn);M、N為和固熔體最大溶解度點(diǎn); F、G為和固熔體在室溫下的溶解度點(diǎn); E為共晶點(diǎn)線分析：線分析：AFB為液相線；AMNB為固相線；MEN為三相共存水平線, 在MEN線上發(fā)生共晶反應(yīng)：區(qū)分析：區(qū)分析：三個單相區(qū)L、; 三個兩相區(qū)L+、L+、+CL1831）共晶合金（）共晶合金（E點(diǎn)）點(diǎn)）2. 典型合金平衡結(jié)晶過程及組織典型合金平衡結(jié)晶過程及組織三、共晶相圖與合金組織三、共晶相圖與合金組織 2）含錫小于19%的合金 2. 典型合金平衡結(jié)晶過程及組織典型合金平衡結(jié)晶過程及組織三

16、、共晶相圖與合金組織三、共晶相圖與合金組織 2. 典型合金平衡結(jié)晶過程及組織典型合金平衡結(jié)晶過程及組織3）亞共晶合金三、共晶相圖與合金組織三、共晶相圖與合金組織 3. 不平衡結(jié)晶及組織1）偽共晶偽共晶在不平衡結(jié)晶過程中，在共晶成分附近的亞共晶或過共晶合金形成的共晶組織。2）離異共晶離異共晶在先共晶數(shù)量較多時，共晶組織中與先共晶相同的那相會依附于先共晶生長，剩下的另一相則單獨(dú)存在于晶界處，從而使共晶組織特征消失。這種兩相分離的共晶稱為偽共晶。三、共晶相圖與合金組織三、共晶相圖與合金組織 2.2二元合金相圖與合金組織 包晶相圖兩組元在液態(tài)無限互溶，在固態(tài)下有限互溶，并有包晶反應(yīng)。例如：Pt-Ag，

17、Sn-Sb，Cu-Sn，Cu-Zn等。四、包晶相圖與合金組織 1. 相圖分析相圖分析點(diǎn)分析：A、B分別為Pt和Ag的熔點(diǎn)；D為包晶點(diǎn)；P為相最大溶解度點(diǎn)；C為發(fā)生包晶反應(yīng)時的液相成分點(diǎn)；E、F分別為和室溫下的溶解度。線分析：ACB為液相線；APDB為固相線；PE、DF是和的溶解度曲線；PDC為三相共存水平線區(qū)分析：三個單相區(qū)L、和；三個兩相區(qū)L+、L+、+在水平線上發(fā)生包晶反應(yīng)：四、包晶相圖與合金組織四、包晶相圖與合金組織 L LC C+ +P PD四、包晶相圖與合金組織四、包晶相圖與合金組織 復(fù)雜二元相圖可看作三復(fù)雜二元相圖可看作三類基本相圖的組合。類基本相圖的組合。合金性能合金性能固溶體合

18、金固溶體合金共晶合金共晶合金鍛造鍛造鑄造包晶合金包晶合金3.1 純金屬的結(jié)晶與組織 3.2 二元合金相圖與合金組織 3.3 鐵碳相圖 3.4 鑄錠（件）的組織與缺陷 第三章 金屬結(jié)晶與顯微組織2.3鐵碳相圖 純鐵滲碳體2.3鐵碳相圖 一、鐵碳合金的組元和基本相1. 純鐵 鐵是元素周期表上的第26個元素，屬于過渡族金屬元素。在一個大氣壓下，F(xiàn)e的熔點(diǎn)為1538C，20C時的密度為7.87g/cm3。1）鐵的多晶型轉(zhuǎn)變bccCfccCbccFeFeFe91213942.3鐵碳相圖 一、鐵碳合金的組元和基本相1. 純鐵 鐵是元素周期表上的第26個元素，屬于過渡族金屬元素。在一個大氣壓下，F(xiàn)e的熔點(diǎn)為

19、1538C，20C時的密度為7.87g/cm3。1）鐵的多晶型轉(zhuǎn)變2）鐵素體（以F或表示）鐵素體是碳溶于-Fe中的間隙固溶體，為體心立方晶格結(jié)構(gòu)，鐵素體的最大溶碳量 ，室溫下則小于 。3）奧氏體（以A或表示）奧氏體是碳溶于-Fe中的間隙固溶體，為面心立方晶格結(jié)構(gòu)，奧氏體最大溶碳量為 。bccCfccCbccFeFeFe9121394%0218. 0CW%001. 0%11. 2CW2.3鐵碳相圖 一、鐵碳合金的組元和基本相2. 滲碳體 滲碳體（Fe3C）是鐵與碳形成的間隙化合物，其含碳量為6.69%，F(xiàn)e3C的晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有很高的硬度，但塑性很差（延伸率接近于零）。Fe3C的熔點(diǎn)為1227

20、C，在230C以下具有鐵磁性。2.3鐵碳相圖 一、鐵碳合金的組元和基本相3. 鋼鐵材料按含碳量分類2）亞共析鋼 0.02180.77%C3）共析鋼 0.77%C 4）過共析鋼 0.772.11%C5）亞共晶白口鐵 2.114.3%C6）共晶白口鐵 4.3%C 7）過共晶白口鐵 4.36.69%C1）工業(yè)純鐵0.0218%C純鐵鋼鑄鐵2.3鐵碳相圖 鋼鋼鑄鐵鑄鐵純鐵純鐵1. 相圖中的點(diǎn) 二、Fe-Fe3相圖分析二、Fe-Fe3相圖分析FeFeFeFe1. 相圖中的點(diǎn) 五個單相區(qū)：ABCD以上液相區(qū)LAHNA固溶體區(qū)（）NJESGN奧氏體區(qū)（或A）GPQG鐵素體區(qū)（或F）DFKL滲碳體區(qū)（Fe3C

21、） 七個兩相區(qū)：L+，L+，L+ Fe3C，+，+，+ Fe3C，+ Fe3C2. 相圖中的區(qū)相圖中的區(qū)二、Fe-Fe3相圖分析1）HJB包晶線 2）EFC共晶線轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為A與Fe3C的機(jī)械混合無，稱為萊氏體（Ld）。3）PSK共析線轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為F與Fe3C的機(jī)械混合無，稱為珠光體（P）3. 3. 三條水平線三條水平線 二、Fe-Fe3相圖分析JCHBL1495CFeLECS31148CFePCS3727 1）GS線 為A析出F的起始溫度，或F全部轉(zhuǎn)變?yōu)锳的終了溫度，又稱A3線 2）ES線 為碳在A中的溶解度曲線，當(dāng)溫度低于此曲線時，就從A中析出Fe3C，稱為二次滲碳體（記為Fe3CII）。ES

22、線也叫Acm線。 3）PQ線 為碳在F中的固溶度曲線，當(dāng)溫度低于此曲線時，從F中析出Fe3C，稱為三次滲碳體（記為Fe3CIII）。4. 4. 三條固態(tài)轉(zhuǎn)變線三條固態(tài)轉(zhuǎn)變線 二、Fe-Fe3相圖分析三、碳鋼在平衡條件下的固態(tài)相變及組織2.3鐵碳相圖 1. 共析鋼共析鋼為含碳量0.77%C的鐵碳合金。在S點(diǎn)以上為單相奧氏體（A），在S點(diǎn)發(fā)生共析反應(yīng)：，生成的片狀F與Fe3C相間的組織，稱為珠光體（P）。在S點(diǎn)以下共析鋼為珠光體P。三、碳鋼在平衡條件下的固態(tài)相變及組織 共析鋼結(jié)晶組織示意圖 奧氏體 珠光體 共析鋼室溫金相組織三、碳鋼在平衡條件下的固態(tài)相變及組織三、碳鋼在平衡條件下的固態(tài)相變及組織2

23、. 亞共析鋼（以0.40%C為例） 亞共析鋼為含碳量在0.0218-0.77%C之間的鐵碳合金。在亞共析鋼平衡冷卻過程中發(fā)生下列過程：12點(diǎn)：勻晶轉(zhuǎn)變2點(diǎn)： 包晶轉(zhuǎn)變23點(diǎn)：勻晶轉(zhuǎn)變34點(diǎn)：單相奧氏體A4點(diǎn)： 開始從A析出F，由于析出了含碳量極低的F，使未轉(zhuǎn)變的A含碳量增加，隨著溫度的降低，A與F的含碳量分別沿GS和GP線變化。5點(diǎn)： 剩余A發(fā)生共析轉(zhuǎn)變JCHBL1495LCFePCS3727L三、碳鋼在平衡條件下的固態(tài)相變及組織亞共析鋼結(jié)晶過程組織示意圖 L1點(diǎn)以上L 12L 2點(diǎn)L 2334455點(diǎn)以下點(diǎn)以下三、碳鋼在平衡條件下的固態(tài)相變及組織亞共析鋼結(jié)晶過程顯微組織 三、碳鋼在平衡條件下

24、的固態(tài)相變及組織杠桿定律的應(yīng)用 問題：計(jì)算含碳量問題：計(jì)算含碳量0.17%0.17%C C的亞共析鋼中相的相對的亞共析鋼中相的相對 含量和組織相對含量。含量和組織相對含量。 1）相含量%2 . 20218. 069. 60218. 017. 03PKPOWCFe%8 .9713CFeFWW2）組織相對含量%8 .190218. 077. 00218. 017. 0PSPOWP%2 .801PWWF三、碳鋼在平衡條件下的固態(tài)相變及組織3. 過共析鋼（含碳量大于0.77%C） 過共析鋼結(jié)晶過程顯微組織 練習(xí)題：練習(xí)題：計(jì)算在計(jì)算在727時共析轉(zhuǎn)變剛剛完成時含碳量為時共析轉(zhuǎn)變剛剛完成時含碳量為1.2

25、%的的過共析鋼中的相組成和組織組成物的相對含量。過共析鋼中的相組成和組織組成物的相對含量。三、碳鋼在平衡條件下的固態(tài)相變及組織三、碳鋼在平衡條件下的固態(tài)相變及組織4. 鑄鐵（含碳量2.116.69 %C） 四、含碳量對鋼平衡組織及性能的影響+Fe3C+Fe3C+PP+Fe3CPLd+Fe3C+LdFe3C+LdLd+Fe3C+LdFe3C+Ld1. 按組織組成物標(biāo)注的Fe-Fe3C相圖FeFe3CSQPNKJHGFEDCBAA+ Fe3CA+FL+AA+ L+ F ALL+ Fe3CF+ Fe3CA+ Fe3CA+ Fe3C+LeLeLe+ Fe3CLe+ Fe3CLeP+ Fe3C+LeP+

26、 Fe3CP+FPF+ Fe3CC%溫度溫度CFe3CFePPPF3CFeLLLCFepddd332. 含碳量對平衡組織的影響 四、含碳量對鋼平衡組織及性能的影響2. 含碳量對平衡組織的影響 四、含碳量對鋼平衡組織及性能的影響鋼鋼鐵素體鐵素體 亞共析鋼亞共析鋼過共析鋼過共析鋼亞共晶白口鑄鐵亞共晶白口鑄鐵過共晶白口鑄鐵過共晶白口鑄鐵共晶白口鑄鐵共晶白口鑄鐵共析鋼共析鋼白白 口口 鑄鑄 鐵鐵二次滲碳體二次滲碳體工工業(yè)業(yè)純純鐵鐵珠光體珠光體萊氏體萊氏體一次滲碳體一次滲碳體Fe3C鋼鋼 鐵鐵分分 類類組織組組織組成物相成物相對量對量%相組成相組成物相對物相對量量%含碳量含碳量%00.0218 0.772.114.36.6910010000三次滲碳體三次滲碳體四、含碳量對鋼平衡組織及性能的影響 鐵素體是軟韌相，滲碳體是硬脆相。珠光體由鐵素體和滲碳體組成，滲碳體以細(xì)片狀分散地分布在鐵素體的基體上，起了強(qiáng)化作用。與鐵素體相比，珠光體具有較高的強(qiáng)度和硬度，但塑性較差。 工程上應(yīng)保證所使用的鐵碳合金具有適當(dāng)?shù)乃苄院晚g性，對碳素鋼和普通低中合金鋼，含碳量一般不超過1.3%。3. 含碳量對鋼力學(xué)性能的影響四、含碳量對鋼平衡組織及性能的影響 1）對切削加工性能的影響低碳鋼中鐵素體較多，塑韌性好，但易粘刀，切屑不易斷。高碳鋼中滲碳體多，硬度高，嚴(yán)重磨損刀具。中碳鋼硬度和塑性適中，切削加