鐵碳合金相圖詳解課件.ppt

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1、鐵碳合金Iron-carbonAlloy5.2鐵碳合金相圖分析5.2鐵碳合金相圖分析一、概述鐵碳合金相圖是研究鐵碳合金的基礎(chǔ)。由于含碳量高于6.67％的鐵碳合金脆性極大，沒有使用價值，因而對鐵碳合金相圖只研究Fe-Fe3C部分。圖5-9所示為Fe-Fe3C相圖。相圖中各主要點的涵義、溫度及含碳量見表5-3所示。5.2鐵碳合金相圖分析一、概述5.2鐵碳合金相圖分析一、概述相圖中各主要點的涵義：ABCD為液相線，而AHJECF則為固相線。相圖上的三條平行線(HJB、ECF、PCK)是指三個恒溫反應(yīng)：(1)在1493℃(HJB水平線)發(fā)生包晶反應(yīng)，其反應(yīng)式為LB+δHAJ包晶反應(yīng)的結(jié)果形

2、成了奧氏體。此反應(yīng)僅可能在含碳量為O.10～0.50％的鐵碳合金中發(fā)生。5.2鐵碳合金相圖分析一、概述相圖中各主要點的涵義：相圖上的三條平行線(HJB、ECF、PCK)是指三個恒溫反應(yīng)：(2)在1147℃(ECF水平線)發(fā)生共晶反應(yīng)，其反應(yīng)式為LcFP+Fe3C。共晶反應(yīng)的結(jié)果形成了奧氏體與滲碳體的共晶混合物，稱此共晶混合物為萊氏體，用字母Ld表示；冷至室溫時成為變態(tài)萊氏體，用L′d表示。此反應(yīng)發(fā)生于所有含碳量>2.06％<6.67％的鐵碳合金范圍內(nèi)。5.2鐵碳合金相圖分析一、概述相圖中各主要點的涵義：相圖上的三條平行線(HJB、ECF、PCK)是指三個恒溫反應(yīng)：(3)在723℃(

3、PSK水平線)發(fā)生共析反應(yīng)，其反應(yīng)式為AsFP+Fe3C。共析反應(yīng)的結(jié)果形成了鐵素體與滲碳體的共析混合物，稱此共析混合物為珠光體(P)。所有含碳量超過0.02％的鐵碳合金中，即實際在工程上常用的鐵碳合金中均發(fā)生珠光體(共析體)轉(zhuǎn)變。5.2鐵碳合金相圖分析一、概述此外，值得注意的是ES和PQ線：(1)ES線——碳在奧氏體中的固溶線。從該線看出，碳在奧氏體中的最大溶解度是在1147℃，此時可溶解2.06％C，而在723℃時只能溶解0．80％C。故凡含碳量大于0.80％的鐵碳合金自1147℃冷至723℃時，均會從奧氏體中沿晶界析出滲碳體，稱此滲碳體為二次滲碳體(Fe3CⅡ)，以區(qū)別于從液

4、體中直接結(jié)晶的一次滲碳體(Fe3CⅠ)。5.2鐵碳合金相圖分析一、概述此外，值得注意的是ES和PQ線：(2)PQ線——碳在鐵素體中的固溶線。從該線看出，碳在鐵素體中的最大溶解度是在723℃，此時可溶解O.02％C，而在室溫平衡狀態(tài)下，僅可溶解0.0008％C，故一般鐵碳合金凡是從723℃緩冷至室溫時，均可能從鐵素體中沿晶界析出滲碳體，稱此滲碳體為三次滲碳體(Fe3CⅢ)。因其數(shù)量極少，故一般在討論中經(jīng)常予以忽略。5.2鐵碳合金相圖分析一、概述所謂一次、二次、三次滲碳體僅在于滲碳體來源和分布有所不同，沒有本質(zhì)區(qū)別，其含碳量，晶體結(jié)構(gòu)和本身的性質(zhì)均相同。相圖中AHN線和GPQ線的左方分

5、別為δ和α的鐵素體區(qū)域；NJESG包圍的范疇為奧氏體區(qū)域。5.2鐵碳合金相圖分析一、概述鐵碳合金相圖上的各種合金，通?？砂雌浜剂亢徒M織的不同，分成下列三類：(1)工業(yè)純鐵(C<0.02％)；(2)鋼(0.02～2.06％C)：亞共析鋼(C0.80％)；(3)白口鐵(2.06～6.67％C)：亞共晶白口鐵(C<4.3％)、晶白口鐵(C=4.3％)、過共晶白口鐵(C>4.3％)。5.2鐵碳合金相圖分析一、概述下面列舉6個典型的鐵碳合金來討論其結(jié)晶過程。鋼和白口鐵的結(jié)晶過程雖然比較復(fù)雜，但其分析方法則與前述的相同，并無新穎之處。所

6、選擇的各合金的成分如圖5-10所示。5.2鐵碳合金相圖分析二、鋼和白口鐵結(jié)晶過程分析5.2鐵碳合金相圖分析二、鋼和白口鐵結(jié)晶過程分析(一)共析鋼(0.80％C)的結(jié)晶過程分析圖中合金①為共析鋼，該合金在1點以上的溫度為液相(L)，緩冷至稍低于1點的溫度開始從L中結(jié)晶出奧氏體(A)。緩冷至2點溫度以下，L全部冷凝為A。繼續(xù)緩冷至3點溫度(723℃)時，A按共析反應(yīng)轉(zhuǎn)變成珠光體。5.2鐵碳合金相圖分析二、鋼和白口鐵結(jié)晶過程分析(一)共析鋼(0.80％C)的結(jié)晶過程分析共析鋼的結(jié)晶過程示意圖：5.2鐵碳合金相圖分析二、鋼和白口鐵結(jié)晶過程分析(一)共析鋼(0.80％C)的結(jié)晶過程分析共析鋼

7、的顯微組織(珠光體)：5.2鐵碳合金相圖分析二、鋼和白口鐵結(jié)晶過程分析(二)亞共析鋼(0.02～0.80％C)的結(jié)晶過程分析5.2鐵碳合金相圖分析二、鋼和白口鐵結(jié)晶過程分析(二)亞共析鋼(0.02～0.80％C)的結(jié)晶過程分析含碳量在0.10～0.50％范圍內(nèi)的亞共析鋼，在冷凝至1493℃時均發(fā)生包晶反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)果形成奧氏體(A)；而含碳量大于0.50％者，在冷凝時，則不發(fā)生包晶反應(yīng)，而是直接從L中結(jié)晶出A。5.2鐵碳合金相圖分析二、鋼和白口鐵結(jié)晶過程分析(二)亞共析