電子課件-《金屬材料與熱處理(第七版)》-A02-3668-第三章

第三章鐵碳合金§3-1合金及其組織一、合金的基本概念1.合金合金是以一種金屬為基礎(chǔ)，加入其他金屬或非金屬，經(jīng)過(guò)熔合而獲得的具有金屬特性的材料，即合金是由兩種或兩種以上的元素所組成的金屬材料。2.組元組成合金最簡(jiǎn)單的、最基本的、能夠獨(dú)立存在的物質(zhì)稱(chēng)為組元，簡(jiǎn)稱(chēng)元。3.相合金中成分、結(jié)構(gòu)及性能相同的組成部分稱(chēng)為相。4.組織合金的組織指合金中不同相之間相互組合配置的狀態(tài)。二、合金的組織根據(jù)合金中各組元之間結(jié)合方式的不同，合金的組織可分為固溶體、金屬化合物和混合物三類(lèi)。無(wú)論是間隙固溶體還是置換固溶體，在其形成過(guò)程中都會(huì)使溶劑晶格發(fā)生畸變，從而使合金對(duì)變形的抗力增加。這種通過(guò)溶入溶質(zhì)元素形成固溶體而使金屬材料強(qiáng)度、硬度提高的現(xiàn)象稱(chēng)為固溶強(qiáng)化?！?-2鐵碳合金的基本組織與性能鋼鐵是現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的合金，它們均是以鐵和碳為基本組元的合金，故又稱(chēng)為鐵碳合金。一、鐵素體(F)碳溶解在α—Fe中形成的間隙固溶體稱(chēng)為鐵素體，用符號(hào)F表示。二、奧氏體(A)碳溶于γ—Fe中形成的間隙固溶體稱(chēng)為奧氏體，用符號(hào)A表示。三、滲碳體(Fe3C或Cm)滲碳體是含碳量為6.69%的鐵與碳的金屬化合物，其化學(xué)式為Fe3C。滲碳體的晶胞示意圖四、珠光體(P)珠光體是鐵素體和滲碳體的混合物，用符號(hào)P表示。珠光體的顯微組織a)光學(xué)顯微鏡觀察組織b)電子顯微鏡觀察組織五、萊氏體(Ld)萊氏體是奧氏體和滲碳體的混合物，用符號(hào)Ld表示。§3-3鐵碳合金相圖鐵碳合金相圖是表示在緩慢冷卻(或緩慢加熱)條件下，不同成分的鐵碳合金的狀態(tài)或組織隨溫度變化的圖形。一、鐵碳合金相圖的組成在鐵碳合金中，鐵和碳可以形成一系列的化合物，如Fe3C、Fe2C、FeC等。為便于掌握和分析Fe—Fe3C相圖，將相圖上實(shí)用意義不大的部分省略，簡(jiǎn)化后的Fe—Fe3C相圖如下。二、Fe—Fe3C相圖中特性點(diǎn)、線(xiàn)的含義及各區(qū)域內(nèi)的組織Fe—Fe3C相圖中有七個(gè)特性點(diǎn)及六條特性線(xiàn)。1.主要特性點(diǎn)2.主要特性線(xiàn)三、鐵碳合金的分類(lèi)四、鐵碳合金結(jié)晶過(guò)程分析1.共析鋼圖中合金Ⅰ為含碳量0.77%的共析鋼。2.亞共析鋼圖中合金Ⅱ是含碳量為0.45%的亞共析鋼。3.過(guò)共析鋼圖中合金Ⅲ是含碳量為1.2%的過(guò)共析鋼。4.白口鑄鐵圖中合金Ⅳ是共晶白口鑄鐵，合金Ⅴ表示某一成分的亞共晶白口鑄鐵，合金Ⅵ表示某一成分的過(guò)共晶白口鑄鐵。五、鐵碳合金的成分、組織與性能的關(guān)系分析鐵碳合金的室溫組織不難發(fā)現(xiàn)，隨含碳量的增加，其組織順序?yàn)镕→F+P→P→P+Fe3CⅡ→P+Fe3CⅡ+L'd→L'd→L'd+Fe3CⅠ含碳量越高，鋼的強(qiáng)度、硬度越高，而塑性、韌性越低，在鋼經(jīng)過(guò)熱處理后表現(xiàn)尤為明顯。對(duì)非合金鋼及低、中碳合金鋼來(lái)說(shuō)，其含碳量一般不超過(guò)1.3%。六、Fe—Fe3C相圖的應(yīng)用