第四章铁碳相图课件.ppt
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- 第四 章铁碳 相图 课件
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1、 1 铁碳合金与铁碳相图铁碳合金与铁碳相图铁碳合金铁碳合金应用最广泛的合金应用最广泛的合金 一一 铁碳合金中的基本相和基本组织铁碳合金中的基本相和基本组织 (一一)纯铁的晶体结构与性能纯铁的晶体结构与性能 1 纯铁冷却中晶体结构的变化:纯铁冷却中晶体结构的变化:1538 1394 912 L Fe Fe Fe bcc fcc bcc 纯铁在冷却中经历两次同素异构转变纯铁在冷却中经历两次同素异构转变A4A3A2(770)居里点居里点(顺磁性与顺磁性与铁磁性转变温度铁磁性转变温度)具有固态相变是钢铁材料能够热处具有固态相变是钢铁材料能够热处理的前提与原因之一理的前提与原因之一2 纯铁的显微组织纯铁
2、的显微组织 单相的单相的Fe3 纯铁纯铁(工业纯铁工业纯铁)的性能的性能 强度低强度低(b=180230MPa);硬度低硬度低(50HBS80HBS)、软、软;塑性好塑性好(:3050;:70 80 )铁磁性铁磁性4 应用:应用:仪器仪表用软磁铁芯仪器仪表用软磁铁芯(二)(二)铁碳合金中的基本相和基本组织铁碳合金中的基本相和基本组织 1 基本组元基本组元:Fe、C 2 基本相基本相:(1)铁素体)铁素体(或或 F):定义定义:C在体心立方在体心立方Fe中的间隙固溶体中的间隙固溶体 但但C在在Fe中的溶解度极小中的溶解度极小:0.0008%(20)0.0218%(727)性能性能:强硬度低强硬度
3、低(50HBS80HBS),塑韧性好塑韧性好(:70 80;Ak=160J)与工业纯铁同与工业纯铁同良好塑韧性良好塑韧性钢钢中基体相中基体相(2)奥氏体)奥氏体(或或 A)定义定义:C在面心立方在面心立方Fe中的间隙固溶体中的间隙固溶体 溶碳量较大:溶碳量较大:0.77%(727)2.11%(1148)性能性能:强硬度较低强硬度较低;塑性较好塑性较好,变形抗力较低变形抗力较低,易于锻压成形易于锻压成形;顺磁性顺磁性。热加工热加工(塑性变形塑性变形)相相 合金化后成为室温基体相合金化后成为室温基体相(无磁性无磁性);(3)渗碳体)渗碳体(Fe3C)Fe与与C形成的金属化合物,含形成的金属化合物,
4、含6.69%C,复杂正交晶系。复杂正交晶系。性能性能 强度低:强度低:b=30MPa;硬度高硬度高:800HB 无塑性:无塑性:=0;=0;Ak=0 弱的铁磁性弱的铁磁性(0.9%后后,强度反而强度反而下降下降;原因:原因:与构成相或组织的性能有关。与构成相或组织的性能有关。铁素体相铁素体相:软韧软韧相,相,渗碳体相:渗碳体相:硬脆硬脆相;相;珠光体组织的性能介与两者之间珠光体组织的性能介与两者之间:强韧强韧 F P Fe3Cb(MN/m2)230 750 30 (%)50 20 0 a k (J/cm2)160 30 0 HB 80 200 800 硬度:硬度:非组织敏感性能非组织敏感性能
5、主要取决于相构成主要取决于相构成,包括组成相的硬度和,包括组成相的硬度和相对数量,而受它们的形态的影响相对较小。相对数量,而受它们的形态的影响相对较小。相构成:相构成:FFe3C 随碳含量增加,高硬度的随碳含量增加,高硬度的Fe3C增多而低增多而低硬度的硬度的F减少,故合金硬度线性增大,从减少,故合金硬度线性增大,从80HBS(100%F)增大到增大到800HBW(100%Fe3C)强度:强度:对组织形态很敏感对组织形态很敏感。故不仅与相构成有。故不仅与相构成有关,更主要的与组成相的形态、分布即组织关,更主要的与组成相的形态、分布即组织构成有极大关系。构成有极大关系。亚共析钢亚共析钢:F先先+
6、P构成,均为韧性组织,构成,均为韧性组织,强度与硬度强度与硬度一致一致。随碳含量增加,钢中强韧的。随碳含量增加,钢中强韧的P组织数量组织数量增加,而强硬度很低的增加,而强硬度很低的F先先不断下降,不断下降,故合金故合金强度随硬度增大而增大强度随硬度增大而增大;塑韧性:塑韧性:Fe3C极脆相,无塑、韧性;合金塑性变极脆相,无塑、韧性;合金塑性变形完全由形完全由 F 提供,随提供,随C%增高,增高,F不断减少,不断减少,故塑韧性不断下降。故塑韧性不断下降。(三三)对工艺性能的影响对工艺性能的影响 1 切削加工性能切削加工性能 材料的硬度太软材料的硬度太软,容易粘刀容易粘刀,切削热切削热大大,影响表
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