第6章鐵碳合金

1、工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)討討 論論 p 你所知的鐵碳合金有哪些？你所知的鐵碳合金有哪些？p 中國的鋼產(chǎn)量處于什么水平？中國的鋼產(chǎn)量處于什么水平？p 純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變？純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變？ 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料第第6 6章章 鐵碳合金鐵碳合金概述概述6.16.1鐵碳合金的相結(jié)構(gòu)與性能鐵碳合金的相結(jié)構(gòu)與性能6.26.2Fe-FeFe-Fe3 3C C相圖相圖6.36.36.46.4碳鋼碳鋼總結(jié)總結(jié)6.56.5 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料2003年鋼產(chǎn)量排排 名名鋼鋼 產(chǎn)產(chǎn) 量量、中國、中國2201億噸億噸 2、日本、日本1105億噸億噸、美國、美國091

2、4億噸億噸、俄羅斯、俄羅斯0613億噸億噸、韓國、韓國0463億噸億噸、德國、德國0448億噸億噸、烏克蘭、烏克蘭0367億噸億噸、印度、印度0318億噸億噸、巴西、巴西0311億噸億噸、意大利、意大利0307億噸億噸6.1 概述概述20032003年鋼產(chǎn)量年鋼產(chǎn)量 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料00.511.522.5中國中國 日本日本 美國美國 俄羅斯俄羅斯 韓國韓國 德國德國 烏克蘭烏克蘭 印度印度 巴西巴西 意大利意大利億噸億噸6.1 概述概述20032003年鋼產(chǎn)量年鋼產(chǎn)量 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料6.1 概述概述中國中國1949-2008年粗鋼產(chǎn)量年粗鋼產(chǎn)量 機(jī)機(jī) 械

3、械 工工 程程 材材 料料6.1 概述概述各國鋼產(chǎn)量比較各國鋼產(chǎn)量比較 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料鐵鐵的的同同素素異異構(gòu)構(gòu)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變6.1 概述概述 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料本章討論的重點(diǎn)本章討論的重點(diǎn) v 鐵碳合金的基本組織；鐵素體、奧氏體、鐵碳合金的基本組織；鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體、菜氏體的結(jié)構(gòu)和性能特滲碳體、珠光體、菜氏體的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)及顯微組織形貌；點(diǎn)及顯微組織形貌； v 鐵碳合金相圖中各點(diǎn)、線、區(qū)的含義，鐵碳合金相圖中各點(diǎn)、線、區(qū)的含義，了解成份、溫度、組織、相之間的關(guān)系和了解成份、溫度、組織、相之間的關(guān)系和變化規(guī)律，根據(jù)相圖，分析各種典型成份變化規(guī)律，根據(jù)

4、相圖，分析各種典型成份的鐵碳合金的結(jié)晶過程；的鐵碳合金的結(jié)晶過程；6.1 概述概述 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料v 鐵碳合金的成份、組織與性能之間的關(guān)系；鐵碳合金的成份、組織與性能之間的關(guān)系；v 鋼中常見雜質(zhì)對(duì)鋼的性能的影響；鋼中常見雜質(zhì)對(duì)鋼的性能的影響；v 碳鋼的分類，編號(hào)和用途；碳鋼的分類，編號(hào)和用途； v 鐵碳相圖的應(yīng)用。鐵碳相圖的應(yīng)用。6.1 概述概述 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料4.1 在鐵碳合金中，碳可以與鐵組成鐵的化合物，也在鐵碳合金中，碳可以與鐵組成鐵的化合物，也可以形成固溶體，還可以形成混合物。在鐵碳合金可以形成固溶體，還可以形成混合物。在鐵碳合金中有以下幾種基本

5、組織：中有以下幾種基本組織：1、鐵素體、鐵素體 碳素體是碳溶解在碳素體是碳溶解在-Fe(bcc)中形成的間隙固溶中形成的間隙固溶體。用體。用F表示。由于是體心立方晶格，晶格間隙較小，表示。由于是體心立方晶格，晶格間隙較小，所以碳在所以碳在-Fe中的溶解度很小。由于鐵素體的含碳中的溶解度很小。由于鐵素體的含碳量低，所以鐵素體的性能與純鐵相似，即具有良好量低，所以鐵素體的性能與純鐵相似，即具有良好的塑性和韌性，而強(qiáng)度和硬度較低。的塑性和韌性，而強(qiáng)度和硬度較低。6.2 鐵碳合金的相結(jié)構(gòu)與性能鐵碳合金的相結(jié)構(gòu)與性能 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料2奧氏體奧氏體 碳溶解在碳溶解在-Fe(fcc)中形

6、成的間隙固溶體稱中形成的間隙固溶體稱為奧氏體，常用符號(hào)為奧氏體，常用符號(hào)A來表示。由于是面心立方來表示。由于是面心立方晶格，晶格的間隙較大，故奧氏體的溶碳能力較晶格，晶格的間隙較大，故奧氏體的溶碳能力較強(qiáng)。強(qiáng)。 奧氏體的強(qiáng)度和硬度不高，但具有良好的塑奧氏體的強(qiáng)度和硬度不高，但具有良好的塑性，是絕大多數(shù)鋼在高溫進(jìn)行鍛造和軋制時(shí)所要性，是絕大多數(shù)鋼在高溫進(jìn)行鍛造和軋制時(shí)所要求的組織。求的組織。 6.2 鐵碳合金的相結(jié)構(gòu)與性能鐵碳合金的相結(jié)構(gòu)與性能 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料3滲碳體滲碳體 滲碳體是含碳量為滲碳體是含碳量為6. 69%的鐵與碳的金屬化的鐵與碳的金屬化合物，其化學(xué)式為合物，其化

7、學(xué)式為Fe 3C。滲碳體具有復(fù)雜的斜滲碳體具有復(fù)雜的斜方晶體結(jié)構(gòu)，與鐵和碳的晶體結(jié)構(gòu)完全不同。滲方晶體結(jié)構(gòu)，與鐵和碳的晶體結(jié)構(gòu)完全不同。滲碳體的熔點(diǎn)為碳體的熔點(diǎn)為1227，硬度很高，塑性很差，伸，硬度很高，塑性很差，伸長率和沖擊韌度幾乎為零，是一個(gè)硬而脆的組織。長率和沖擊韌度幾乎為零，是一個(gè)硬而脆的組織。在鋼中，滲碳體以不同形態(tài)和大小的晶體出現(xiàn)于在鋼中，滲碳體以不同形態(tài)和大小的晶體出現(xiàn)于組織中，對(duì)鋼的力學(xué)性能影響很大。組織中，對(duì)鋼的力學(xué)性能影響很大。 6.2 鐵碳合金的相結(jié)構(gòu)與性能鐵碳合金的相結(jié)構(gòu)與性能 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料4珠光體珠光體 珠光體是鐵素體和滲碳體的混合物，用符號(hào)珠

8、光體是鐵素體和滲碳體的混合物，用符號(hào)P表示。它是滲碳體和鐵素體片層相間、交替排表示。它是滲碳體和鐵素體片層相間、交替排列形成的混合物。列形成的混合物。 在緩慢冷卻條件下，珠光體的含碳量為在緩慢冷卻條件下，珠光體的含碳量為0.77%。由于珠光體是由硬的滲碳體和軟的鐵素。由于珠光體是由硬的滲碳體和軟的鐵素體組成的混合物，所以其力學(xué)性能取決于鐵素體組成的混合物，所以其力學(xué)性能取決于鐵素體和滲碳體的性能。大體上是兩者性能的平均體和滲碳體的性能。大體上是兩者性能的平均值，故珠光體的強(qiáng)度較高，硬度適中，具有一值，故珠光體的強(qiáng)度較高，硬度適中，具有一定的塑性。定的塑性。 6.2 鐵碳合金的相結(jié)構(gòu)與性能鐵碳合

9、金的相結(jié)構(gòu)與性能 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料5萊氏體萊氏體 萊氏體是含碳量為萊氏體是含碳量為4.3%的液態(tài)鐵碳合金，的液態(tài)鐵碳合金，在在1148時(shí)從液相中同時(shí)結(jié)晶出奧氏體和滲碳體時(shí)從液相中同時(shí)結(jié)晶出奧氏體和滲碳體的混合物。用符號(hào)的混合物。用符號(hào)L Ld d表示。由于奧氏體在表示。由于奧氏體在727727時(shí)還將轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，所以在室溫下的萊氏體由時(shí)還將轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，所以在室溫下的萊氏體由珠光體和滲碳體組成，這種混合物叫低溫萊氏體，珠光體和滲碳體組成，這種混合物叫低溫萊氏體，用符號(hào)用符號(hào)L Ld d來表示。來表示。 萊氏體的力學(xué)性能和滲碳體相似，硬度很高，萊氏體的力學(xué)性能和滲碳體相似，硬度

10、很高，塑性很差。塑性很差。 6.2 鐵碳合金的相結(jié)構(gòu)與性能鐵碳合金的相結(jié)構(gòu)與性能 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料 所謂的鐵碳合金相圖是表示在極其緩慢所謂的鐵碳合金相圖是表示在極其緩慢加熱（或冷卻）的條件下，不同成分的鐵碳加熱（或冷卻）的條件下，不同成分的鐵碳合金，在不同的溫度下所具有的狀態(tài)或組織合金，在不同的溫度下所具有的狀態(tài)或組織及其變化規(guī)律的圖形。及其變化規(guī)律的圖形。 6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料一、相圖分析一、相圖分析1. Fe-C相圖的組成相圖的組成6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料 根據(jù)二元合金相圖的一般規(guī)律，

11、鐵碳合金根據(jù)二元合金相圖的一般規(guī)律，鐵碳合金相圖的成分坐標(biāo)軸應(yīng)由純鐵一直擴(kuò)展到純碳，相圖的成分坐標(biāo)軸應(yīng)由純鐵一直擴(kuò)展到純碳，而鐵與碳可以形成一系列的穩(wěn)定的化合物，如而鐵與碳可以形成一系列的穩(wěn)定的化合物，如FeFe3 3C C、FeFe2 2C C、FeCFeC等。因此，完整的鐵碳合金相等。因此，完整的鐵碳合金相圖是由圖是由FeFeFeFe3 3C C、FeFe3 3C CFeFe2 2C C、FeFe2 2C CFeCFeC、 FeCFeCC等四個(gè)相圖構(gòu)成（如上圖所示）。但由等四個(gè)相圖構(gòu)成（如上圖所示）。但由于含碳量于含碳量 6.69%的鐵碳合金脆性極大，沒有使的鐵碳合金脆性極大，沒有使用價(jià)值

12、。因此，鐵碳相圖僅研究含碳量用價(jià)值。因此，鐵碳相圖僅研究含碳量6.69%部分，即：部分，即： 相圖CFeFe36.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料相圖CFeFe36.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料2. 相圖中的幾個(gè)特性點(diǎn)相圖中的幾個(gè)特性點(diǎn) 點(diǎn)的符號(hào)點(diǎn)的符號(hào) 溫度溫度/ 含碳量含碳量/% 含含 義義 ACDEGS 1538114812271148912727 04.36.692.1100.77 純鐵的熔點(diǎn)

13、純鐵的熔點(diǎn)共晶點(diǎn)共晶點(diǎn)滲碳體的熔點(diǎn)滲碳體的熔點(diǎn)碳在碳在Fe中最大溶解度中最大溶解度純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)共析點(diǎn)共析點(diǎn) 6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料3. 相圖中的特性線相圖中的特性線 各種不同成分的各種不同成分的合金，具有相同意合金，具有相同意義的臨界點(diǎn)的連線。義的臨界點(diǎn)的連線。 6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料 （1）ABCD線為液相線。所有鐵碳合金線為液相線。所有鐵碳合金在此線溫度以上。都是液相區(qū)。合金冷卻在此線溫度以上。都是液相區(qū)。合金冷卻到此線開始結(jié)晶。到此線開始結(jié)晶。 （2）AHJECF線是固相線

14、。所有合金在線是固相線。所有合金在此線以下均為固體狀態(tài)。固態(tài)加熱到此線此線以下均為固體狀態(tài)。固態(tài)加熱到此線開始熔化。開始熔化。 6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料 相圖中有三條水平線，相圖中有三條水平線，HJB包晶線，包晶線，ECF共晶線，共晶線，PSK共析線。由于水平線共析線。由于水平線HJB包晶線存在于包晶線存在于1394以上的高溫區(qū)以上的高溫區(qū)（有的資料干脆將包晶部分予以省略）（有的資料干脆將包晶部分予以省略）, ,因?yàn)檫@樣既不影響對(duì)鐵碳合金的分析，又因?yàn)檫@樣既不影響對(duì)鐵碳合金的分析，又不影響實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)絕大多數(shù)鋼種熱處理不影響實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)絕大多數(shù)鋼種熱處

15、理及熱加工工藝問題的分析（所以這里不做及熱加工工藝問題的分析（所以這里不做分析）。分析）。 6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料（3）水平線）水平線ECF共晶線。在此線上共晶線。在此線上（1148）發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變。其轉(zhuǎn)變式為：）發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變。其轉(zhuǎn)變式為：CFeLEc3 即從含碳即從含碳4.3%的液體中同時(shí)結(jié)晶出含碳的液體中同時(shí)結(jié)晶出含碳2.11%的奧氏體與含碳的奧氏體與含碳6.69%滲碳體。滲碳體。 共晶反應(yīng)是在恒溫下進(jìn)行的。共晶反應(yīng)的產(chǎn)共晶反應(yīng)是在恒溫下進(jìn)行的。共晶反應(yīng)的產(chǎn)物是奧氏體與滲碳體的機(jī)械混合物。稱為萊氏體。物是奧氏體與滲碳體的機(jī)械混合物。稱為萊氏體。用字

16、母用字母Ld表示。表示。 凡含碳量大于凡含碳量大于2.11%的合金冷卻到此線時(shí)，的合金冷卻到此線時(shí)，均發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變。形成萊氏體。均發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變。形成萊氏體。 6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料 （4）水平線）水平線PSK共析線（共析線（A1），），在此線在此線上（上（727）發(fā)生共析轉(zhuǎn)變。其轉(zhuǎn)變式為：）發(fā)生共析轉(zhuǎn)變。其轉(zhuǎn)變式為： 共析轉(zhuǎn)變也是在恒溫下進(jìn)行的。共析產(chǎn)共析轉(zhuǎn)變也是在恒溫下進(jìn)行的。共析產(chǎn)物是鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。用字母物是鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。用字母P表示。表示。 凡含碳量大于凡含碳量大于0.0218%的合金冷卻到此線的合金冷卻到此線（72

17、7）時(shí)。組織中的奧氏體必將發(fā)生共析）時(shí)。組織中的奧氏體必將發(fā)生共析轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變。 CFePS36.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料 （5）ES線（Acm線，也稱上臨界點(diǎn)）。表示碳在奧氏體中溶解度變化曲線。 在1148，在奧氏體中最大溶解度是2.11%。當(dāng)溫度下降時(shí)，碳在奧氏體中的溶解度隨溫度的降低而沿ES線下降，而將到727時(shí)，溶解度為0.77%（含碳量大于0.77%的鋼冷卻到ES線所代表的溫度時(shí)，開始把溶解不了的碳析出：形成滲碳體。因此含碳是大于0.77%的合金。從1148冷至727的過程中。將從奧氏體中析出滲碳體，通常稱為二次滲碳體（Fe3C）。 6.3 Fe-

18、Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料 （6）PQ線 是碳在鐵素體中溶解度變化曲線。 在727時(shí)，C在鐵素體中最大溶解度為0.0218%，而在200時(shí)，僅為7107%C，所以一般的鐵碳合金由727冷卻至室溫時(shí)，將由鐵素體析出滲碳體，這種滲碳體稱為三次滲碳體（Fe3C） （7）GS線A3線，合金在冷卻過程中由奧氏體析出鐵素體的開始線?；蛘哒f是在加熱時(shí)，鐵素體溶入奧氏體的終了線。 6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料單相區(qū)：相圖中有五個(gè)基本相，相應(yīng)有五個(gè)單相區(qū)。單相區(qū)：相圖中有五個(gè)基本相，相應(yīng)有五個(gè)單相區(qū)。ABCD以上以上液相區(qū)液相區(qū)(L)AHNA固溶體

19、區(qū)固溶體區(qū)()NJESGN奧氏體區(qū)（奧氏體區(qū)（或或A）GPQG鐵素體區(qū)（鐵素體區(qū)（或或F）DFKL滲碳體區(qū)滲碳體區(qū)（Fe3C）6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 4. 4. 相圖中的相區(qū)相圖中的相區(qū) 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料 兩相區(qū)：相圖中有七個(gè)兩相區(qū)。這些兩相區(qū)兩相區(qū)：相圖中有七個(gè)兩相區(qū)。這些兩相區(qū)分別存在于相鄰的兩單相區(qū)之間（兩相區(qū)的確定分別存在于相鄰的兩單相區(qū)之間（兩相區(qū)的確定方法：從水平方向看，夾在兩個(gè)單相區(qū)之間的區(qū)方法：從水平方向看，夾在兩個(gè)單相區(qū)之間的區(qū)域?yàn)橛蛇@兩個(gè)相組成的兩相區(qū)。由此，可以確定域?yàn)橛蛇@兩個(gè)相組成的兩相區(qū)。由此，可以確定各兩相區(qū)）各兩相區(qū)） 它們是：它們是：

20、L L、L L、L LFeFe3 3C C、+、 FeFe3 3C C、FeFe3 3C C6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料5. 5. 鐵碳合金的分類鐵碳合金的分類 8 86.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料 根據(jù)鐵碳合金的含碳量不同。鐵碳根據(jù)鐵碳合金的含碳量不同。鐵碳合金可分為以下三類：合金可分為以下三類： 1.工業(yè)純鐵，含碳量工業(yè)純鐵，含碳量0.0218%0.0218%（其成（其成分在分在P P點(diǎn)左邊）。點(diǎn)左邊）。6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料 2.鋼，含碳量在鋼，含碳量在0.02182.1

21、1%2.11%之間。之間。（即其成分在（即其成分在P P點(diǎn)與點(diǎn)與E E點(diǎn)之間）。點(diǎn)之間）。 以以S為界，鋼又可分為三種：為界，鋼又可分為三種： 亞共析鋼，含碳量在亞共析鋼，含碳量在0.02180.77%0.77%之之間。間。 共析鋼，含碳量為共析鋼，含碳量為0.77%0.77%。 過共析鋼，含碳量在過共析鋼，含碳量在0.770.772.11%2.11%之間。之間。6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料 3.白口鐵，含碳量在白口鐵，含碳量在2.112.116.69%6.69%之間之間（其成分在（其成分在E E點(diǎn)與點(diǎn)與F F點(diǎn)之間）。白口鐵又可點(diǎn)之間）。白口鐵又可分為三

22、種（以分為三種（以C C點(diǎn)為界）：點(diǎn)為界）： 亞共晶白口鐵，含碳量在亞共晶白口鐵，含碳量在2.112.114.3%4.3%之間。之間。 共晶白口鐵，含碳量為共晶白口鐵，含碳量為4.3%4.3%。 過共晶白口鐵，含碳量在過共晶白口鐵，含碳量在4.34.36.69%6.69%之間。之間。 6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料二、典型合金的結(jié)晶過程二、典型合金的結(jié)晶過程 6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料珠光

23、體中的鐵素體與滲碳體的相對(duì)量珠光體中的鐵素體與滲碳體的相對(duì)量 %.7 .88%1000218. 069. 677. 069. 6%100PKSKQ%3 .11%1000218. 069. 60218. 077. 0%1003PKPSQCFe6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料計(jì)算組織相對(duì)量計(jì)算組織相對(duì)量 以含碳量以含碳量0.45%的為例，當(dāng)合金冷卻到接近的為例，當(dāng)合金冷卻到接近727時(shí)，奧氏體的成分接近時(shí)，奧氏體的成分接近S點(diǎn)（點(diǎn)（C

24、：0.77%），），鐵素體接近鐵素體接近P點(diǎn)（點(diǎn)（ C： 0.0218% ）。）。此時(shí)兩相的此時(shí)兩相的相對(duì)量按杠桿定律求得：相對(duì)量按杠桿定律求得： %7 .42%1000218. 077. 045. 077. 0Q%3 .57%1000218. 077. 00218. 045. 0Q6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料計(jì)算組織相對(duì)量計(jì)算組織相對(duì)量 以以1%C過共析鋼為例，當(dāng)合金冷卻到接過共析鋼為例，當(dāng)合金冷卻到接近近727時(shí)，奧氏體的

25、成分接近時(shí)，奧氏體的成分接近S點(diǎn)（點(diǎn)（C：0.77%），），二次滲碳體（二次滲碳體（C：6.69%）。）。此時(shí)此時(shí)兩相的相對(duì)量按杠桿定律求得：兩相的相對(duì)量按杠桿定律求得： %9677. 069. 6169. 6. 4SKKQP%4%9613CFeQ6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料三、鐵碳合金的成分與性能關(guān)系三、鐵碳合金的成分與性能關(guān)系 1.對(duì)于鐵素體基體，含碳量高，那么對(duì)于鐵素體基體，含碳量高，那么滲碳體的數(shù)量越多，分布越均勻，材料強(qiáng)滲碳體的數(shù)量越多，分布越均勻，材料強(qiáng)度就越高。度就越高。 2.當(dāng)滲碳體相分布在晶界，特別是做當(dāng)滲碳體相分布在晶界，特別是做基體時(shí)

26、，材料的塑料和韌性大大下降?；w時(shí)，材料的塑料和韌性大大下降。 3.對(duì)于亞共析鋼，含碳量增加，鋼的對(duì)于亞共析鋼，含碳量增加，鋼的硬度、強(qiáng)度直線上升，而塑性指標(biāo)相應(yīng)硬度、強(qiáng)度直線上升，而塑性指標(biāo)相應(yīng)降低。 6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料 4.對(duì)于過共析鋼，隨含碳量的增加，對(duì)于過共析鋼，隨含碳量的增加，脆性的二次滲碳體的數(shù)量逐漸增加，并形脆性的二次滲碳體的數(shù)量逐漸增加，并形成網(wǎng)狀分布，其脆性增強(qiáng)。當(dāng)含碳量超過成網(wǎng)狀分布，其脆性增強(qiáng)。當(dāng)含碳量超過1.0%時(shí)，鋼變得硬、脆，強(qiáng)度下降。時(shí)，鋼變得硬、脆，強(qiáng)度下降。 5.對(duì)于白口鐵，由于出現(xiàn)以滲碳體為對(duì)于白口鐵，由于出現(xiàn)以滲碳體為基體的萊氏體，難以切削加工，很少應(yīng)用?；w的萊氏體，難以切削加工，很少應(yīng)用。6.3 Fe-Fe3C相圖相圖 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料1、碳和炭的區(qū)別；、碳和炭的區(qū)別；2、碳鋼中的雜質(zhì)對(duì)其性能的影響；、碳鋼中的雜質(zhì)對(duì)其性能的影響；3、碳鋼的分類；、碳鋼的分類；4、碳鋼的編號(hào)和用途。、碳鋼的編號(hào)和用途。6.4 碳鋼碳鋼 機(jī)機(jī) 械械 工工 程程 材材 料料2、碳鋼中的雜質(zhì)對(duì)其性能的影響；、碳鋼中的雜質(zhì)對(duì)其性能的影響； Mn Si S P消除熱脆消除熱脆強(qiáng)化鐵素體強(qiáng)化鐵素體熱脆性熱脆性冷脆性冷脆性6.4 碳鋼碳鋼 機(jī)機(jī) 械械 工