課堂討論一鐵碳相圖匯總

1、第二章第二章 金屬材料組織和性能的控制金屬材料組織和性能的控制第二節(jié)第二節(jié) 合金的結(jié)晶合金的結(jié)晶2.2.1 二元合金的結(jié)晶二元合金的結(jié)晶2.2.2 合金的性能與相圖的關(guān)系合金的性能與相圖的關(guān)系2.2.3 鐵碳合金的結(jié)晶鐵碳合金的結(jié)晶 鐵碳合金相圖課堂討論鐵碳合金相圖課堂討論作業(yè)：（作業(yè)：（P15，4、5、7）4. 圖2-2為Pb-Sn相圖，1）用冷卻曲線表示96%Pb的Pb-Sn合金的平衡結(jié)晶過程，畫出室溫平衡組織示意圖，標上各組織組成物。2）計算該合金室溫組織中組成相的相對重量。3）計算該合金室溫組織中組織組成物的相對重量。4）指出該合金系室溫組織中含最多的合金成分。5）指出該合金系室溫組織

2、中共晶體最多和最少的合金的成分或成分范圍。5. 合金相圖如圖2-3所示：1）標上(1)-(3)區(qū)域中存在的相。2）標上(4)、(5)區(qū)域中的組織。3）相圖中包括哪幾種轉(zhuǎn)變？寫出它們的反應(yīng)式。1）L+，+，+2）+II+（+） +II3）勻晶：共析：二次結(jié)晶：，一個二元共晶反應(yīng)如下：L(75%B)(15%B)+(95%B)（1）含50%B的合金凝固后求：1）初晶與共晶體（+）的重量百分數(shù)；2）相與相的重量百分數(shù)；（2）若共晶反應(yīng)后初晶和（+）共晶各占一半，求該合金的成分。%3 .58)(1)(%7 .41%10015755075)(%75.43)(1)(%25.56%10015955095)(共

3、析反應(yīng)前：共析反應(yīng)前：相：相：F組織：組織：F共析反應(yīng)后：共析反應(yīng)后：相：相：F組織：組織：F室溫：室溫：組成相：組成相：F+Fe3C組織：組織：F+Fe3C（1）工業(yè)純鐵）工業(yè)純鐵 wC0.0218 返回（2）共析鋼）共析鋼 wC= 0.77 返回共析反應(yīng)前：共析反應(yīng)前：相：相：組織：組織：A共析反應(yīng)后：共析反應(yīng)后：相：相：F+Fe3C組織：組織：P室溫：室溫：相：相：F+Fe3C組織：組織：P（3）亞共析鋼）亞共析鋼 0.0218 0.77 返回共析反應(yīng)前：共析反應(yīng)前：相：相：+組織：組織：A+F共析反應(yīng)后：共析反應(yīng)后：相：相：F+Fe3C組織：組織：P+F室溫：室溫：相：相：F+Fe3C

4、組織：組織：P+F（4）過共析鋼）過共析鋼 0.77 2.11 返回共析反應(yīng)前：共析反應(yīng)前：相：相：+Fe3C組織：組織：A+Fe3CII共析反應(yīng)后：共析反應(yīng)后：相：相：F+Fe3C組織：組織：P+Fe3CII室溫：室溫：相：相：F+Fe3C組織：組織：P+Fe3CII（6）亞共晶白口鐵）亞共晶白口鐵 2.11 4.3返回共析反應(yīng)前：共析反應(yīng)前：相：相：+Fe3C組織：組織：A+Fe3CII+Le共析反應(yīng)后：共析反應(yīng)后：相：相：F+Fe3C組織：組織：P+Fe3CII+Le室溫：室溫：相：相：F+Fe3C組織：組織：P+Fe3CII+Le1、默畫出鐵碳合金相圖，標注各點的符號及成分，純鐵的三個

5、特、默畫出鐵碳合金相圖，標注各點的符號及成分，純鐵的三個特征溫度及三條水平線的溫度，填上各區(qū)的組織，明確重要點、線、征溫度及三條水平線的溫度，填上各區(qū)的組織，明確重要點、線、相區(qū)的意義。相區(qū)的意義。2、三條水平線上的反應(yīng)性質(zhì)，寫出反應(yīng)式，說明相變的特點。、三條水平線上的反應(yīng)性質(zhì)，寫出反應(yīng)式，說明相變的特點。3、畫出純鐵的冷卻曲線，并說明它的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變及同素異構(gòu)體。、畫出純鐵的冷卻曲線，并說明它的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變及同素異構(gòu)體。4、分析含碳、分析含碳0.01%、0.4%、0.77%、1.2%、3.5%的鐵碳合金的平的鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程。要求衡結(jié)晶過程。要求（1）畫出冷卻曲線及組織轉(zhuǎn)變示意圖。）畫

6、出冷卻曲線及組織轉(zhuǎn)變示意圖。（2）用杠桿定律計算）用杠桿定律計算727共析反應(yīng)前后各合金的相組成與組織組共析反應(yīng)前后各合金的相組成與組織組成物的相對百分含量。成物的相對百分含量。（3）分析室溫與）分析室溫與727共析反應(yīng)后各合金的相組成物與組織組成物共析反應(yīng)后各合金的相組成物與組織組成物的異同。的異同。討論課討論課（輔助教材，（輔助教材，P62，15）5、分析鐵碳合金中五種滲碳體的形成條件、來源、形態(tài)、分布、分析鐵碳合金中五種滲碳體的形成條件、來源、形態(tài)、分布、多少等特點及對合金性能的影響。多少等特點及對合金性能的影響。6、畫出各種典型鐵碳合金的室溫平衡組織示意圖，標明各組織畫出各種典型鐵碳合

7、金的室溫平衡組織示意圖，標明各組織組成物，并說出各組織特征?？偨Y(jié)鐵碳合金的成分、組織、性組成物，并說出各組織特征?？偨Y(jié)鐵碳合金的成分、組織、性能三者之間的關(guān)系。能三者之間的關(guān)系。7、什么是相？什么是組織？什么是組織組成物？相和組織有什什么是相？什么是組織？什么是組織組成物？相和組織有什么關(guān)系？下面所列哪些是相，哪些是組織，哪些是組織組成物：么關(guān)系？下面所列哪些是相，哪些是組織，哪些是組織組成物：F，P，Le，A，F(xiàn)+P，F(xiàn)e3CII，Le+Fe3CI，F(xiàn)e3C8、杠桿定律應(yīng)用的條件是什么？鐵碳合金相圖有何應(yīng)用？杠桿定律應(yīng)用的條件是什么？鐵碳合金相圖有何應(yīng)用？圖圖2-39標注組織的標注組織的Fe

8、-Fe3C相圖相圖 第1題(1) HJB 包晶轉(zhuǎn)變線包晶轉(zhuǎn)變線(2) ECF 共晶轉(zhuǎn)變線共晶轉(zhuǎn)變線共晶反應(yīng)共晶反應(yīng)：一定成分液相在恒溫下同時結(jié)晶出兩種成分確定：一定成分液相在恒溫下同時結(jié)晶出兩種成分確定 的固相的反應(yīng)，的固相的反應(yīng)， 和和 Fe3C 的混合物的混合物Le(3) PSK共析轉(zhuǎn)變線共析轉(zhuǎn)變線共析反應(yīng)共析反應(yīng)：一定成分固相在恒溫下同時結(jié)晶出兩種成分確定：一定成分固相在恒溫下同時結(jié)晶出兩種成分確定 的固相的反應(yīng)，的固相的反應(yīng)， 和和 Fe3C 的混合物的混合物 P 三條水平線三條水平線17. 0149509. 053. 0AL CFeAL311. 211483 . 4 CFeFA302

9、18. 072777. 0 包晶反應(yīng)包晶反應(yīng)：一定成分液相和一定成分固相在恒溫下結(jié)晶出一定：一定成分液相和一定成分固相在恒溫下結(jié)晶出一定 成分固相的反應(yīng)成分固相的反應(yīng)第2題bccfccbccFeFeFe 9121394第3題4、分析含碳、分析含碳0.01%、0.4%、0.77%、1.2%、3.5%的的鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程。要求：鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程。要求：（1）畫出冷卻曲線及組織轉(zhuǎn)變示意圖。）畫出冷卻曲線及組織轉(zhuǎn)變示意圖。（2）用杠桿定律計算）用杠桿定律計算727共析反應(yīng)前后各合金的相組成與組織共析反應(yīng)前后各合金的相組成與組織組成物的相對百分含量。組成物的相對百分含量。（3）分析室溫與）分

10、析室溫與727共析反應(yīng)后各合金的相組成物與組織組成共析反應(yīng)后各合金的相組成物與組織組成物的異同。物的異同。相組成：相組成：F+Fe3C組織組成物：組織組成物：共析反應(yīng)后，共析反應(yīng)后，F(xiàn)，F(xiàn)+P，P，P+Fe3CII，P+Fe3CII+Le室溫，量上存在不同（室溫，量上存在不同（0.02和和0.0008），以上加），以上加Fe3CIII第5題第4題 五種五種Fe3C： Fe3C (0.0218 )從從F晶界析出，沿晶界呈小白片狀分布，極少，晶界析出，沿晶界呈小白片狀分布，極少， 由于含量很小對性能影響很小；由于含量很小對性能影響很小；Fe3C共析共析 共析反應(yīng)產(chǎn)生，與共析反應(yīng)產(chǎn)生，與F呈交替層片

11、狀（呈交替層片狀（P），窄條狀，提高強度、硬度），窄條狀，提高強度、硬度Fe3C 從從A中析出，以網(wǎng)狀分布于中析出，以網(wǎng)狀分布于A晶界，合金強度增高變慢，晶界，合金強度增高變慢， 當當(C)%0.9%，F(xiàn)e3CII沿晶界形成完整的網(wǎng)，強度迅速下降，沿晶界形成完整的網(wǎng)，強度迅速下降， 到到2.11%已下降到很低已下降到很低(基體變?yōu)榛w變?yōu)镕e3C)，再增加含碳量，再增加含碳量 強度變化不大且值很低。隨含碳量增加塑性連續(xù)下降。強度變化不大且值很低。隨含碳量增加塑性連續(xù)下降。Fe3C共晶共晶 由共晶反應(yīng)產(chǎn)生，與由共晶反應(yīng)產(chǎn)生，與A相關(guān)形成，在相關(guān)形成，在Le中為連續(xù)的基體，比較粗大中為連續(xù)的基體，

12、比較粗大 Fe3C 從液體中直接形成，呈規(guī)則長條狀，作為基體，硬而脆從液體中直接形成，呈規(guī)則長條狀，作為基體，硬而脆第6題0.1%CF+P0.4%CF+P0.77%CP1.2%CP+Fe3CII3.5%CP+Fe3CII+Le第7題相相：在金屬或合金中，凡化學(xué)成分相同、晶體結(jié)構(gòu)相同并：在金屬或合金中，凡化學(xué)成分相同、晶體結(jié)構(gòu)相同并有界面與其他部分分開的均勻組成部分叫做相。有界面與其他部分分開的均勻組成部分叫做相。組織組織（顯微組織）：金屬材料內(nèi)部的微觀形貌。（顯微組織）：金屬材料內(nèi)部的微觀形貌。組織組成物組織組成物：合金組織中那些具有確定本質(zhì)，一定形成機：合金組織中那些具有確定本質(zhì)，一定形成機

13、制的特殊形態(tài)的組成部分。制的特殊形態(tài)的組成部分。組織由數(shù)量、形態(tài)、大小和分布方式不同的各種相組成組織由數(shù)量、形態(tài)、大小和分布方式不同的各種相組成。相：相：F、A、Fe3C組織：組織：F、P、Le、A、 F+P、 Fe3CII、 Le+Fe3CI組織組成物：組織組成物：F、P、Le、A、Fe3CII第8題杠桿定律的適用范圍：杠桿定律的適用范圍：（1）相圖中的兩相區(qū)；）相圖中的兩相區(qū)；（2）平衡狀態(tài)下）平衡狀態(tài)下（3）支點為合金的成分點，兩個端點為給定溫度時兩）支點為合金的成分點，兩個端點為給定溫度時兩 相的成分相的成分Fe-Fe3C相圖的應(yīng)用：相圖的應(yīng)用：（1）鋼鐵材料選用；）鋼鐵材料選用；（2）鑄造工藝；）鑄造工藝；（3）熱鍛、熱軋工藝；）熱鍛、熱軋工藝；（4）熱處理工藝。）熱處理工藝。人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人