3章 材料凝固.ppt

1、第三章 材料的凝固,第一節(jié) 純金屬的結(jié)晶 第二節(jié) 合金的結(jié)晶 第三節(jié) 鐵碳合金相圖 第四節(jié) 凝固組織及其控制,物質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過(guò)程稱為凝固。 物質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)的過(guò)程稱為結(jié)晶。 物質(zhì)由一個(gè)相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)相的過(guò)程稱為相變。因而結(jié)晶過(guò)程是相變過(guò)程。,第一節(jié) 純金屬的結(jié)晶,一. 冷卻曲線與過(guò)冷度 二. 結(jié)晶的一般過(guò)程 三. 同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變,一、冷卻曲線與過(guò)冷 1、冷卻曲線 金屬結(jié)晶時(shí)溫度與時(shí)間的關(guān)系曲線稱冷卻曲線。 實(shí)際結(jié)晶溫度: 曲線上水平階段所對(duì)應(yīng)的溫度T1。 理論結(jié)晶溫度：熔點(diǎn)或平衡結(jié)晶溫度T0。,純金屬的冷卻曲線,2、過(guò)冷與過(guò)冷度 純金屬都在理論結(jié)晶溫度下, 液體和晶體處于動(dòng)平衡狀態(tài)。

2、 結(jié)晶只有在T0以下的實(shí)際 結(jié)晶溫度下才能進(jìn)行。,霧凇,過(guò)冷：液態(tài)金屬在理論結(jié)晶溫度以下開(kāi)始結(jié)晶的現(xiàn)象。 過(guò)冷度：理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫度的差T T= T0 T1 過(guò)冷度大小與冷卻速度有關(guān)，冷速越大，過(guò)冷度越大。,3、結(jié)晶的熱力學(xué)條件,二、結(jié)晶的一般過(guò)程,1、結(jié)晶的基本過(guò)程 結(jié)晶由晶核的形成和晶核的長(zhǎng)大兩個(gè)基本過(guò)程組成。 晶坯: 液態(tài)金屬中存在著原子排列規(guī)則的小原子團(tuán)，它們時(shí)聚時(shí)散。 晶核: 在T0以下, 經(jīng)一段時(shí)間后(即孕育期), 一些大尺寸的晶坯將會(huì)長(zhǎng)大，形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。,晶核形成后便向各方向生長(zhǎng)，同時(shí)又有新的晶核產(chǎn)生。晶核不斷形成，不斷長(zhǎng)大，直到液體完全消失。每個(gè)晶核最終長(zhǎng)成一個(gè)晶粒，兩

3、晶粒接觸后形成晶界。,2、晶核的形成方式 形核有兩種方式，即均勻形核和非均勻形核。 由液體中排列規(guī)則的原子團(tuán)形成晶核稱均勻形核。 以液體中存在的固態(tài)雜質(zhì)為核心形核稱非均勻形核。非均勻形核更為普遍。,均勻形核,非均勻形核示意圖,3、晶核的長(zhǎng)大方式 晶核的長(zhǎng)大方式有兩種，即均勻長(zhǎng)大和樹(shù)枝狀長(zhǎng)大。,均勻長(zhǎng)大，晶體生長(zhǎng)以平面狀態(tài)向前推進(jìn)。,實(shí)際金屬結(jié)晶主要以樹(shù)枝狀長(zhǎng)大 這是由于過(guò)冷度大，且晶核棱角處的散熱條件好，生長(zhǎng)快，先形成一次軸，一次軸又會(huì)產(chǎn)生二次軸，樹(shù)枝間最后被填充。,樹(shù)枝狀結(jié)晶,三、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變,構(gòu)轉(zhuǎn)變。同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變屬于相變之一固態(tài)相變。 1、鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 鐵在固態(tài)冷卻過(guò)程中有兩次晶體結(jié)構(gòu)

4、變化，其變化為：,物質(zhì)在固態(tài)下晶體結(jié)構(gòu)隨溫度變化的現(xiàn)象稱同素異,純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變,-Fe、 -Fe為體心立方結(jié)構(gòu)(BCC)，-Fe為面心立方結(jié)構(gòu)(FCC)。都是鐵的同素異構(gòu)體。,2、固態(tài)轉(zhuǎn)變的特點(diǎn), 形核一般在某些特定部位發(fā)生（如晶界、晶內(nèi)缺陷、特定晶面等）。, 由于固態(tài)下擴(kuò)散困難，因而過(guò)冷傾向大。 固態(tài)轉(zhuǎn)變伴隨著體積變化，易造成很大內(nèi)應(yīng)力。,第二節(jié) 合金的結(jié)晶,一、二元相圖的建立 二、二元相圖的基本類型與分析 1、二元?jiǎng)蚓鄨D 2、二元共晶相圖 3、二元包晶相圖 4、形成穩(wěn)定化合物的二元相圖 5、具有共析反應(yīng)的二元相圖 6、二元相圖的分析步驟 7、相圖與合金性能之間的關(guān)系,合金的結(jié)晶過(guò)程比

5、純金屬?gòu)?fù)雜，常用相圖進(jìn)行分析. 相圖是用來(lái)表示合金系中各合金在緩冷條件下結(jié)晶過(guò)程的簡(jiǎn)明圖解。又稱狀態(tài)圖或平衡圖。,合金系是指由兩個(gè)或兩個(gè)以上元素按不同比例配制的一系列不同成分的合金。,組元是指組成合金的最簡(jiǎn)單、最基本、能夠獨(dú)立存在的物質(zhì)。,L+,相圖表示了在緩冷條件下不同成分合金的組織隨溫度變化的規(guī)律，是制訂熔煉、鑄造、熱加工及熱處理工藝的重要依據(jù)。 根據(jù)組元數(shù), 分為二元相圖、三元相圖和多元相圖。,一、二元相圖的建立,幾乎所有的相圖都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的，最常用的是熱分析法。,二元相圖的建立步驟為：以Cu-Ni合金(白銅)為例 1. 配制不同成分的合金，測(cè)出各合金的冷卻曲線，找出曲線上的臨界點(diǎn)（

6、停歇點(diǎn)或轉(zhuǎn)折點(diǎn)）。 2. 將臨界點(diǎn)標(biāo)在溫度-成分坐標(biāo)中的成分垂線上。,3. 將垂線上相同意義的點(diǎn)連接起來(lái)，并標(biāo)上相應(yīng)的數(shù)字和字母。,二、二元相圖的基本類型與分析,兩組元在液態(tài)和固態(tài)下均無(wú)限互溶時(shí)所構(gòu)成的相圖稱二元?jiǎng)蚓鄨D。 以Cu-Ni合金為例進(jìn)行分析。,1、二元?jiǎng)蚓鄨D,相圖由兩條線構(gòu)成，液相線、固相線。 相圖被兩條線分為三個(gè)相區(qū)，液相線以上為液相區(qū)L ，固相線以下為 固溶體區(qū)，兩條線之間為兩相共存的兩相區(qū)（L+ ）, 合金的結(jié)晶過(guò)程 除純組元外，其它成分合金結(jié)晶過(guò)程相似，以合金為例說(shuō)明。,LL+,隨溫度下降，液相成分沿液相線變化，固相成分沿固相線變化。,這種從液相中結(jié)晶出單一固相的轉(zhuǎn)變稱為

7、勻晶轉(zhuǎn)變或勻晶反應(yīng)。,液固相線不僅是相區(qū)分界線, 也是結(jié)晶時(shí)兩相的成分變化線；勻晶轉(zhuǎn)變是變溫轉(zhuǎn)變。, 杠桿定律 處于兩相區(qū)的合金，不僅由相圖可知道兩平衡相的成分，還可用杠桿定律求出兩平衡相的相對(duì)重量。 現(xiàn)以Cu-Ni合金為例推導(dǎo)杠桿定律： 確定兩平衡相的成分,則 QL + Q =1 QL x1 + Q x2 =x 解方程組得,式中的x2-x、x2-x1、x-x1即為相圖中線段xx2 (ob)、x1x2 (ab)、 x1x(ao)的長(zhǎng)度。, 確定兩平衡相的相對(duì)重量 設(shè)合金的重量為1，液相重量為QL，固相重量為Q。,因此兩相的相對(duì)重量百分比為：,兩相的重量比為：,杠桿定律,運(yùn)用杠桿定律時(shí)要注意：

8、（1）只適用于相圖中的兩相區(qū)； （2）只能在平衡狀態(tài)下使用； （3）杠桿的兩個(gè)端點(diǎn)為給定溫度時(shí)兩相的成分點(diǎn), 而支點(diǎn)為合金的成分點(diǎn)。,課堂練習(xí)（如圖）求：圖示1300C時(shí)，液相與固相的相對(duì)含量。,實(shí)際冷速較快，結(jié)晶時(shí)固相中的原子來(lái)不及擴(kuò)散，使先結(jié)晶出的枝晶軸含有較多的高熔點(diǎn)元素, 后結(jié)晶的枝晶間含有較多的低熔點(diǎn)元素。, 枝晶偏析,在一個(gè)枝晶范圍內(nèi)或一個(gè)晶粒范圍內(nèi)成分不均勻的現(xiàn)象稱作枝晶偏析。,不僅與冷速有關(guān)， 而且與液固相線的 間距有關(guān)。 冷速越大，液固相線間距越大，枝晶偏析越嚴(yán)重。 枝晶偏析會(huì)影響合金的力學(xué)、耐蝕、加工等性能,生產(chǎn)上常擴(kuò)散退火來(lái)消除枝晶偏析。,Cu-Ni合金的平衡組織與枝晶偏

9、析組織,平衡組織,枝晶偏析組織,2、二元共晶相圖,當(dāng)兩組元在液態(tài)下完全互溶，在固態(tài)下有限互溶,并發(fā)生共晶反應(yīng)時(shí)所構(gòu)成的相圖稱作共晶相圖。 以 Pb-Sn 相圖為例進(jìn)行分析。, 相圖分析 相：相圖中有L、三種相, 是溶質(zhì)Sn在 Pb中的固溶體， 是溶質(zhì)Pb在Sn中的固溶體。 相區(qū)：相圖中有三個(gè)單相區(qū)： L、；三個(gè)兩相區(qū)： L+、L+、+ ；一個(gè)三相區(qū)：即水平線CED。, 固溶線: 溶解度點(diǎn)的連線稱固溶線。相圖中的CF、DG線分別為 Sn在 Pb中和 Pb在 Sn中的固溶線。 固溶體的溶解度隨溫度降低而下降。, 液固相線：液相線AEB，固相線ACEDB。A、B分別為Pb、Sn的熔點(diǎn)。, 共晶線：水

10、平線CED叫做共晶線。 在共晶線對(duì)應(yīng)的溫度下（183 ），E點(diǎn)成分的合金同時(shí)結(jié)晶出C點(diǎn)成分的 固溶體和D點(diǎn)成分的 固溶體，形成這兩個(gè)相的機(jī)械混 合物：LE (C + D),在一定溫度下，由一定成分的液相同時(shí)結(jié)晶出兩個(gè)成分和結(jié)構(gòu)都不相同的新固相的轉(zhuǎn)變稱作共晶轉(zhuǎn)變或共晶反應(yīng)。,共晶反應(yīng)的產(chǎn)物，即兩相的機(jī)械混合物稱共晶體或共晶組織。發(fā)生共晶反應(yīng)的溫度稱共晶溫度。代表共晶溫度和共晶成分的點(diǎn)稱共晶點(diǎn)。,具有共晶成分的合金稱共晶合金。在共晶線上，凡成分位于共晶點(diǎn)以左的合金稱亞共晶合金，位于共,晶點(diǎn)以右的合金稱過(guò)共晶合金。, 合金的結(jié)晶過(guò)程 含Sn量小于C點(diǎn)合金(合金)的結(jié)晶過(guò)程 直接從液相中結(jié)晶出的固相稱

11、一次相或初生相。,由已有固相析出的新固相稱二次相或次生相。 形成二次相的過(guò)程稱二次析出, 是固態(tài)相變的一種。,H,室溫下的相對(duì)重量百分比為：,由 析出的二次 用 表示。 隨溫度下降， 和 相的成分分別沿CF線和DG線變化， 的重量增加。,合金室溫組織為 + 。,成分大于 D點(diǎn)合金結(jié)晶過(guò)程與合金相似，室溫組織為 + 。,由于二次相析出溫度較低，一般十分細(xì)小。, 共晶合金(合金)的結(jié)晶過(guò)程 液態(tài)合金冷卻到E 點(diǎn)時(shí)同時(shí)被Pb和Sn飽和, 發(fā)生共晶反應(yīng)：LE (C+D) 。,析出過(guò)程中兩相相間形核、互相促進(jìn)、共同長(zhǎng)大，因而共晶組織較細(xì)，呈片、棒、點(diǎn)球等形狀。,共晶組織形態(tài),層片狀(Al-CuAl2定向

12、凝固),條棒狀(Sb-MnSb橫截面),螺旋狀（Zn-Mg）,Pb-Sn共晶組織,在共晶轉(zhuǎn)變過(guò)程中，L、 、 三相共存, 三個(gè)相的量在不斷變化，但它們各自成分是固定的。 共晶組織中的相稱共晶相.共晶轉(zhuǎn)變結(jié)束時(shí)， 和 相的相對(duì)重量百分比為：,共晶結(jié)束后，隨溫度下降， 和 的成分分別沿CF線和DG線變化，并從共晶 中析出 ，從共晶 中析出 ，由于共晶組織細(xì)， 與共晶結(jié)合， 與共晶 結(jié)合，共晶合金的室溫組織仍為 ( + ) 共晶體。,室溫下兩相的相對(duì)重量百分比是多少？, 亞共晶合金(合金)的結(jié)晶過(guò)程 在2點(diǎn)以前LL+。冷卻到2點(diǎn)，固相成分變化到C點(diǎn)，液相成分變化到E點(diǎn), 此時(shí)兩相的相對(duì)重量為：,在2

13、點(diǎn)，共晶轉(zhuǎn)變L ( + ) ，即QE =QL 反應(yīng)結(jié)束后，在共晶溫度下、 兩相的相對(duì)重量百分比為：,溫度繼續(xù)下降，將從一次 和共晶 中析出，從共晶 中析出。其室溫組織為+ (+) + 。, 過(guò)共晶合金結(jié)晶過(guò)程 與亞共晶合金相似，不同的是一次相為 , 二次相為 室溫組織為+(+)+。,Pb-Sn合金的結(jié)晶過(guò)程, 組織組成物在相圖上的標(biāo)注 組織組成物是指組成合金顯微組織的獨(dú)立部分。,組織組成物之間的差別主要在形態(tài)上。將組織組成物標(biāo)注在相圖中，可使所標(biāo)注的組織與顯微鏡下觀察到的組織一致。,Pb-Sn亞共晶組織,組織組成物在相圖上的標(biāo)注,3、二元包晶相圖,當(dāng)兩組元在液態(tài)下完全互溶，在固態(tài)下有限互溶，并

14、發(fā)生包晶反應(yīng)時(shí)所構(gòu)成的相圖稱作包晶相圖。 以Pt-Ag相圖為例簡(jiǎn)要分析, 相圖分析 單相區(qū)：L、 二相區(qū)：L+、 L+、+ 三相區(qū)：L+ （水平線PDC）,在一定溫度下，由一個(gè)液相包著一個(gè)固相生成另一新固相的反應(yīng)稱包晶轉(zhuǎn)變或包晶反應(yīng)。,水平線PDC稱包晶線 包晶反應(yīng)：LC+P D, 合金的結(jié)晶過(guò)程 包晶成分合金：LL+ + II 。 室溫組織為 + II, PD成分合金： LL+ +II+ + II 。, DC成分合金： LL+ L+ + II,4、形成穩(wěn)定化合物的二元相圖,穩(wěn)定化合物是指在熔化前不發(fā)生分解的化合物。其成分固定，在相圖中是一條垂線(代表一個(gè)單相區(qū))。,5、具有共析反應(yīng)的二元相圖

15、,共析轉(zhuǎn)變也是固態(tài)相變。,共析反應(yīng)(共析轉(zhuǎn)變)是指在一定溫度下，由一定成分的固相同時(shí)析出兩個(gè)成分和結(jié)構(gòu)完全不同的新固相的過(guò)程。,共析相圖與共晶相圖相似，對(duì)應(yīng)的有共析線(PSK線)、共析點(diǎn)(S點(diǎn))、共析溫度、共析成分、共析合,金、亞共析合金、過(guò)共析合金。,鐵碳合金相圖,共析反應(yīng)的產(chǎn)物是共析體（鐵碳合金中的共析體稱珠光體），也是兩相的機(jī)械混合物（鐵素體+滲碳體)。,共析反應(yīng)的母相是固相，而不是液相。 共析組織比共晶組織細(xì)，因固態(tài)轉(zhuǎn)變過(guò)冷度大。,珠光體,常見(jiàn)三相等溫水平線上的反應(yīng),6、相圖與合金性能之間的關(guān)系, 相圖與合金力學(xué)性能、物理性能的關(guān)系,單相固溶體的合金： 性能隨成分呈曲線變化，隨溶質(zhì)含量

16、增加，、HB、增加，塑性下降。 形成穩(wěn)定化合物的合金： 性能-成分曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)。,單相固溶體的強(qiáng)硬度高于純金屬； 共晶、共析及穩(wěn)定化合物成分合金強(qiáng)硬度升高。, 相圖與鑄造性能的關(guān)系, 固溶體合金液固相線間距越大、偏析傾向大, 樹(shù)枝晶發(fā)達(dá), 流動(dòng)性降低, 補(bǔ)縮能力下降, 分散縮孔增加., 共晶合金結(jié)晶溫度低，流動(dòng)性好，縮孔集中， 偏析小， 鑄造性能好。,第三節(jié) 鐵碳合金相圖,鐵碳合金碳鋼和鑄鐵，是工業(yè)應(yīng)用最廣的合金。 含碳量為0.0218% 2.11%的稱鋼 含碳量為 2.11% 6.69%的稱鑄鐵。,鐵和碳可形成一系列穩(wěn)定化合物： Fe3C、 Fe2C、 FeC，它們都可以作為純組元看待。 含

17、碳量大于Fe3C成分（6.69%）時(shí)，合金太脆，已無(wú)實(shí)用價(jià)值。 實(shí)際所討論的鐵碳合金相圖是Fe- Fe3C相圖。,一、鐵碳合金的組元和相,碳在-Fe中的固溶體稱 -鐵素體，用 表示。 體心立方間隙固溶體。鐵素體的溶碳能力很低,在727時(shí)最大為0.0218%，室溫下僅為0.0008%。 鐵素體的組織為多邊形晶粒，性能與純鐵相似。,鐵素體, 組元：Fe、 Fe3C 相 鐵素體(F或)： 碳在-Fe中的固溶體稱鐵素體。, 奧氏體(A或 ): 碳在 -Fe中的固溶體稱奧氏體。 是面心立方晶格的間隙固溶體。溶碳能力比鐵素體大，1148時(shí)最大為2.11%。,組織為不規(guī)則多面體晶粒，晶界較直。強(qiáng)度低、塑性好

18、，鋼材熱加工都在 區(qū)進(jìn)行. 碳鋼室溫組織中無(wú)奧氏體。,奧氏體, 滲碳體(Fe3C或Cm)：即Fe3C, 含碳6.69%。 Fe3C硬度高、強(qiáng)度低(b35MPa), 脆性大, 塑性幾乎為零.,Fe3C是一個(gè)亞穩(wěn)相，在一定條件下可發(fā)生分解：Fe3C3Fe+C(石墨), 該反應(yīng)對(duì)鑄鐵有重要意義。 由于碳在-Fe中的溶解度很小，因而常溫下碳在鐵碳合金中主要以Fe3C或石墨的形式存在。,二、鐵碳合金相圖的分析, 特征點(diǎn), 特征線 液相線ABCD， 固相線AHJECFD 三條水平線： HJB：包晶線LB+H J ECF：共晶線LC E+Fe3C 共晶產(chǎn)物是 與Fe3C的機(jī)械混合物，稱作萊氏體, 用Le表示

19、。為蜂窩狀, 以Fe3C為基，性能硬而脆。,萊氏體,PSK：共析線 S FP+ Fe3C 共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物是 與Fe3C的機(jī)械混合物，稱作珠光體，用P表示。,珠光體的組織特點(diǎn)是兩相呈片層相間分布,性能介于兩相之間。 PSK線又稱A1線 。, 其它相線 GS,GP 固溶體轉(zhuǎn)變線, GS又稱A3 線。 HN,JN 固溶體轉(zhuǎn)變線， ES碳在 -Fe中的固溶線。又稱Ac m線。 PQ碳在-Fe中的固溶線。, 三個(gè)三相區(qū)：即HJB (L+)、ECF(L+ Fe3C)、PSK(+ Fe3C)三條水平線, 相區(qū) 五個(gè)單相區(qū)： L、Fe3C 七個(gè)兩相區(qū): L+、L+、L+Fe3C、 +、+Fe3C、+ 、+Fe

20、3C,三、典型合金的平衡結(jié)晶過(guò)程, 鋼(0.02182.11%C)高溫組織為單相 亞共析鋼 (0.02180.77%C) 共析鋼 (0.77%C) 過(guò)共析鋼 (0.772.11%C),鐵碳相圖上的合金，按成分可分為三類： 工業(yè)純鐵(0.0218% C) 組織為單相鐵素體。, 白口鑄鐵 (2.116.69%C) 鑄造性能好, 硬而脆 亞共晶白口鑄鐵 (2.114.3%C) 共晶白口鑄鐵(4.3%C) 過(guò)共晶白口鑄鐵 (4.36.69%C),工業(yè)純鐵的結(jié)晶過(guò)程 合金液體在1-2點(diǎn)間轉(zhuǎn)變?yōu)椋?-4點(diǎn)間，5-6點(diǎn)間。到7點(diǎn)，從中析出Fe3C。,隨溫度下降，F(xiàn)e3C量不斷增加，合金的室溫下組織為F+ F

21、e3C。 室溫下Fe3C最大量為:,從鐵素體中析出的滲碳體稱三次滲碳體，用Fe3C表示。 Fe3C以不連續(xù)網(wǎng)狀或片狀分布于晶界。, 共析鋼的結(jié)晶過(guò)程,合金液體在1-2點(diǎn)間轉(zhuǎn)變?yōu)?。到S點(diǎn)發(fā)生共析轉(zhuǎn)變： SP+Fe3C, 全部轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。,珠光體在光鏡下呈指紋狀. 變結(jié)束時(shí)，珠光體中相的相對(duì)重量百分比為：,珠光體中的滲碳體稱共析滲碳體。 S點(diǎn)以下，共析 中析出Fe3C，與共析Fe3C結(jié)合不易分辨。室溫組織為P.,室溫下，珠光體中兩相的相對(duì)重量百分比是多少？, 亞共析鋼的結(jié)晶過(guò)程 0.090.53%C亞共析鋼冷卻時(shí)發(fā)生包晶反應(yīng). 以0.45%C的鋼為例 合金在4點(diǎn)以前通過(guò)勻晶包晶勻晶反應(yīng)全部轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

22、。到4點(diǎn)，由, 中析出 。到5點(diǎn), 成分沿GS線變到S點(diǎn)， 發(fā)生共析反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。溫度繼續(xù)下降， 中析出Fe3C，由于與共析Fe3C結(jié)合, 且量少, 忽略不計(jì).,利用平衡組織中珠光體所占的面積百分比，可以近似估算亞共析鋼的含碳量:C%=P面積%0.77% (忽略 中含碳量，P面積%=QP),共析溫度下相的相對(duì)重量為：,組織組成物的相對(duì)重量為：,室溫下相的相對(duì)重量百分比為：,室溫下組織組成物的相對(duì)重量百分比為：,亞共析鋼室溫下的組織為F+P。 在0.02180.77%C 范圍內(nèi)珠光體的量隨含碳量增加而增加。, 過(guò)共析鋼的結(jié)晶過(guò)程 合金在12點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)?, 到3點(diǎn), 開(kāi)始析出Fe3C。從奧氏體中

23、析出的Fe3C稱二次滲碳體, 用Fe3C表示, 其沿晶界呈網(wǎng)狀分布.,溫度下降, Fe3C量增加。到4點(diǎn)， 成分沿ES線變化到S點(diǎn)，余下的 轉(zhuǎn)變?yōu)镻。,在共析溫度下Fe3C的相對(duì)量？,過(guò)共析鋼室溫組織為P+ Fe3C 。 Fe3C量隨含碳量而增加, 含碳量為2.11%時(shí), Fe3C量最大：,含1.4%C鋼的組織,室溫下兩相的相對(duì)重量百分比：,室溫下兩組織組成物的相對(duì)重量百分比：, 共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程 合金冷卻到C點(diǎn)發(fā)生共晶反應(yīng)全部轉(zhuǎn)變?yōu)槿R氏體(Le),萊氏體是共晶 與共晶Fe3C的機(jī)械混合物, 呈蜂窩狀.,共晶轉(zhuǎn)變結(jié)束時(shí)，兩相的相對(duì)重量百分比為:,C點(diǎn)以下, 成分沿ES線變化，共晶 將析出F

24、e3C。 Fe3C與共晶Fe3C 結(jié)合，不易分辨。,溫度降到2點(diǎn), 成分達(dá)到0.77%, 此時(shí), 相的相對(duì)重量:,在2點(diǎn), 共晶 發(fā)生共析反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，這種由,P與 Fe3C組成的共晶體稱低溫萊氏體, 用Le表示. 2 點(diǎn)以下，共晶體中P 的變化同共析鋼。,共晶白口鐵室溫組織為L(zhǎng)e (P+ Fe3C), 它保留了共晶轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的形態(tài)特征。 室溫下兩相的相對(duì)重量百分比為：, 亞共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程 合金在12點(diǎn)間析出 。到2點(diǎn)，液相成分變到C點(diǎn),并轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)e。23點(diǎn)間從中析出Fe3C，一次的Fe3C被共晶 襯托出來(lái)。到3點(diǎn)， 轉(zhuǎn)變?yōu)镻。,亞共晶白口鐵室溫組織為P+Fe3C+Le。 室溫下組織

25、組成物相對(duì)重量百分比為 ：,室溫下相的相對(duì)重量百分比?, 過(guò)共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程 12點(diǎn)間從液相中析出Fe3C, 這種滲碳體稱一次滲碳體，用 Fe3C表示，呈粗條片狀。到2點(diǎn)，余下的液相成分變到C點(diǎn)并轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)e。,組織組成物與相組成物標(biāo)注區(qū)別主要在+ Fe3C和+Fe3C兩個(gè)相區(qū). + Fe3C相區(qū)中有四個(gè)組織組成物區(qū)，+Fe3C相區(qū)中有七個(gè)組織組成物區(qū)。, 組織組成物在鐵碳合金相圖上的標(biāo)注, 含碳量對(duì)鐵碳合金組織和性能的影響 含碳量對(duì)室溫平衡組織的影響 含碳量與緩冷后相及組織組成物之間的定量關(guān)系為：, 含碳量對(duì)力學(xué)性能的影響 亞共析鋼隨含碳量增加，P 量增加，鋼的強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性下降。,0.77%C時(shí)，組織為100% P, 鋼的性能即P的性能。 0.9%C，F(xiàn)e3C為晶界連續(xù)網(wǎng)狀，強(qiáng)度下降, 但硬度仍上升。 2.11%C，組織中有以Fe3C為基的Le,合金太脆., 含碳量對(duì)工藝性能的影響 切削性能: 中碳鋼合適 可鍛