金属材料及热处理知识第3章课件.ppt

1、 了解铁碳合金的成分、组织、性能之间的关系；熟悉铁碳合金相图的应用；掌握含碳量对钢性能的影响。目目 录录一、FeFe3C相图分析二、铁碳合金分类及平衡组织三、铁碳合金成分、组织、性能之间的关系一、在选材方面的应用二、在制订热加工工艺方面的应用1.铁素体(F)纯铁在912以下是具有体心立方晶格的-Fe，碳溶于-Fe中的间隙固溶体称为铁素体，用符号F表示。如图3-1所示，铁素体的显微组织为明亮的多边形晶粒，晶界处易于腐蚀，呈不规则的黑色线条。图3-1铁素体显微组织2.奥氏体(A)碳溶于-Fe形成的间隙固溶体，用符号A表示，铁碳合金中的奥氏体是一种高温组织，冷却至一定温度时将发生组织转变。奥氏体的性

2、能决定于溶碳量和晶粒大小。3.渗碳体(Fe3C)铁和碳的金属化合物，具有复杂的晶体结构，用化学式Fe3C表示。渗碳体中碳的质量分数w(C)=6.69%，熔点为1 227。4.珠光体(P)由铁素体和渗碳体组成的机械混合物，用符号P表示。5.莱氏体(Ld)由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物，用符号Ld表示。图3-3 简化后的Fe-Fe3C相图 相图是表示合金系中不同成分的合金在不同温度下所具有的相，以及这些相之间的平衡关系的图形。铁碳合金相图是研究铁碳合金成分、温度、相(或组织)之间关系的图形。1.Fe-Fe3C相图的特性点Fe-Fe3C相图中各点的符号为约定通用的，不能随意变更表3-1 Fe-Fe

3、3C相图中特性点的温度、成分及含义2.Fe-Fe3C相图的特性线表3-2 Fe-Fe3C相图特性线及含义表3-2 Fe-Fe3C相图特性线及含义（续）3.Fe-Fe3C相图的相区液相区L奥氏体相区A铁素体相区FF+A两相区L+A两相区L+Fe3C两相区A+Fe3C两相区F+Fe3C两相区共析线PSK线是F、A、Fe3C三相共存线共晶线ECF线是L、A、Fe3C三相共存线图3-3 简化后的Fe-Fe3C相图1.铁碳合金的分类表3-3 铁碳合金的分类和室温平衡组织2.典型铁碳合金的结晶及平衡组织(1)工业纯铁 工业纯铁中碳的质量 分数小于0.021 8%，室温组织为铁素体。(3)白口铸铁 在液态下

4、结晶时，全部或部分液相会发生共晶变，获得全部或部分莱氏体组织。合金的成分决定了组织，而组织又决定了合金的性能。室温组织随含碳量的增加，铁素体的相对量减少，而渗碳体的相对量增加，从而使钢的强度、硬度增加，塑性、韧性下降。(2)钢1)共析钢2)亚共析钢3)过共析钢图3-9 碳的质量分数对退火状态钢力学性能的影响 Fe-Fe3C相图揭示了铁碳合金的组织随成分变化的规律，由组织可以判断出钢铁材料的力学性能，以便合理选用钢铁材料。1.在铸造方面的应用 共晶成分的铁碳合金熔点最低，结晶温度范围最小，具有良好的铸造性能。2.在压力加工方面的应用钢在高温时处于奥氏体状态，有利于进行塑性变形。3.在热处理方面的应用1.铁碳合金的基本组织有哪几种?分别说明它们的性能特征。2.Fe-Fe3C相图中各特性点、特性线有何意义?3.珠光体是如何得到的?4.钢与白口铸铁的组织和性能有何本质的区别?5.为什么钢可以锻造，而铸铁则不能锻造?6.铁碳合金在常温下的基本组成相为哪两个?7.为什么不同成分的铁碳合金性能不同?8.快速冷却时能用Fe-Fe3C相图判断组织转变吗?9.试述铁碳合金中含碳量变化对力学性能的影响。10.铸铁的化学成分选择在什么范围为宜?为什么?11.锻造温度选择在什么范围为宜?为什么?12.确定热处理的加热温度的依据是什么?