鐵碳合金相圖及應(yīng)用

鐵碳合金相圖及應(yīng)用第一頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日§1相圖的相關(guān)概念1．組元：組成合金的最簡(jiǎn)單、最基本，能夠獨(dú)立存在的物質(zhì)稱(chēng)為組元。但在所研究的范圍內(nèi)既不分解也不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)的穩(wěn)定化合物也可稱(chēng)為組元，如Fe3C看作一組元。2．合金系：由兩個(gè)或兩個(gè)以上組元按不同比例配制成的一系列不同成分的合金，稱(chēng)為合金系。3．相圖：用來(lái)表示合金系中各個(gè)合金的結(jié)晶過(guò)程的簡(jiǎn)明圖解稱(chēng)為相圖，又稱(chēng)狀態(tài)圖或平衡圖。第二頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日§2鐵碳合金基本相一.組元的性質(zhì)

——多晶型性純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變:室溫~912℃體心立方（b、c、c）稱(chēng)912℃~1394℃面心立方（f、c、c）稱(chēng)1394℃~熔點(diǎn)體心立方（b、c、c）稱(chēng)

第三頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日二.

鐵與碳構(gòu)成的基本相

鐵素體

鐵素體是碳在中形成的固溶體。

奧氏體

奧氏體是碳在中形成的固溶體

滲碳體

滲碳體是鐵和碳相互作用形成的具有復(fù)雜晶格的間隙化合物，分子式Fe3C，是鐵碳相圖中的另一個(gè)組元。第四頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日

三．特性點(diǎn)、特性線(xiàn)

圖4-1Fe-Fe3C相圖第五頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日§3鐵碳合金相圖分析

一、鐵碳合金按其含碳量及室溫組織分類(lèi)

二、典型鐵碳合金結(jié)晶過(guò)程分析

第六頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日一、鐵碳合金按其含碳量及室溫組織分類(lèi)純鐵

鋼亞共析鋼共析鋼過(guò)共析鋼

白口鑄鐵

亞共晶白口鐵共晶白口鐵過(guò)共晶白口鐵第七頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日典型鐵碳合金結(jié)晶過(guò)程圖

圖4-2第八頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日二、典型鐵碳合金結(jié)晶過(guò)程分析1.含碳0.01%的工業(yè)純鐵

2.含碳0.77%的共析鋼（合金②）

3.含碳0.40%的亞共析鋼（合金③）

4.含碳1.2%的過(guò)共析鋼（合金④）

5.含碳4.3%的共晶白口鐵(合金⑤）

6.含碳3.0%的亞共晶白口鐵(合金⑥）7.含碳5.0%的過(guò)共晶白口鐵（合金⑦）

第九頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日1.含碳0.01%的工業(yè)純鐵

圖4-3工業(yè)純鐵結(jié)晶過(guò)程第十頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日工業(yè)純鐵組織金相圖圖4-4第十一頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日2.0.77%共析鋼結(jié)晶過(guò)程

圖4-5共析鋼結(jié)晶過(guò)程示意圖

第十二頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日共析鋼金相組織圖圖4-6第十三頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日3.亞共析鋼結(jié)晶過(guò)程

圖4-7亞共析鋼結(jié)晶過(guò)程示意圖

第十四頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日亞共析鋼組織金相圖圖4-8第十五頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日4.1.2%C的過(guò)共析鋼的結(jié)晶過(guò)程

圖4-9過(guò)共析鋼的結(jié)晶過(guò)程

第十六頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日過(guò)共析鋼組織金相圖圖4-10第十七頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日鐵碳合金組織特征圖(a)0.01%C鐵素體500×(c).0.77%C珠光體

500×(b)0.45%C鐵素體+珠光體

500×d).1.2%C

鐵素體+二次滲碳體

500×圖4-11第十八頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日5.共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程

圖4-12共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程示意圖

第十九頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日共晶白口鐵組織金相圖圖4-13第二十頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日6.亞共晶白口鐵結(jié)晶過(guò)程

圖4-14亞共晶白口鐵結(jié)晶過(guò)程示意圖

第二十一頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日亞共晶白口鐵組織金相圖圖4-15第二十二頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日7.過(guò)共晶白口鐵結(jié)晶過(guò)程

圖4-16過(guò)共晶白口鐵結(jié)晶過(guò)程示意圖第二十三頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日過(guò)共晶白口鐵組織金相圖圖4-17第二十四頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日§4合金成分、組織與性能關(guān)系含碳量對(duì)平衡組織的影響

含碳量對(duì)鐵碳合金機(jī)械性能的影響第二十五頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日含碳量對(duì)平衡組織的影響

鐵碳合金隨含碳量增高，其組織發(fā)生如下變化：（沿F晶界分布的基片）→共析滲碳體（分布在鐵素體內(nèi)的片層狀）→（沿A晶界呈網(wǎng)狀分布）→共晶滲碳體（為萊氏體的基體）→（分布在萊氏體上的粗大片狀）。

第二十六頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日含碳量對(duì)平衡組織的影響圖4-18含碳量對(duì)平衡組織的影響示意圖第二十七頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日含碳量對(duì)鐵碳合金機(jī)械性能的影響圖4-19含碳量對(duì)鐵碳合金機(jī)械性能的影響第二十八頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日§5鐵碳合金相圖應(yīng)用簡(jiǎn)介1．為選材提供成分依據(jù)

2．為制定熱加工工藝提供依據(jù)

第二十九頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日1．為選材提供成分依據(jù)若零件要求塑性，韌性好，如建筑結(jié)構(gòu)和容器等，應(yīng)選用低碳鋼（0.10~0.25%C）；若零件要求強(qiáng)度、塑性、韌性都較好，如軸等，應(yīng)選用中碳鋼（0.25~0.60%C）；若零件要求硬度高、耐磨性好，如工具等，應(yīng)選用高碳鋼（0.6~1.3%C）。白口鐵具有很高的硬度和脆性，應(yīng)用很少，但因其具有很高的抗磨損能力，可應(yīng)用于少數(shù)需要耐磨而不受沖擊的零件，如：拔絲模、軋輥和球磨機(jī)的鐵球等。第三十頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日2.為制定熱加工工藝提供依據(jù)對(duì)鑄造：確定鑄造