鐵碳合金相圖分析[1].doc

《鐵碳合金相圖分析[1].doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、鐵碳合金相圖是研究鐵碳合金的基礎(chǔ)。它是研究鐵碳合金的成分、溫度和組織結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的圖形。鐵碳合金相圖是人類經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐并進(jìn)行大量科學(xué)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的。由于C>6.69%的鐵碳合金脆性極大，沒(méi)有使用價(jià)值，因此相圖成分軸僅標(biāo)出含碳量小于6.69%的合金部分，如圖所示是簡(jiǎn)化了的鐵碳合金相圖?！　∫?、鐵碳合金相圖的主要點(diǎn)、線、區(qū)　　1、主要特性點(diǎn)　　Fe-C相圖中主要特性點(diǎn)的溫度、含碳量及其含義見(jiàn)下表?！　?、主要特性線　　ACD線：液相線，在此線以上的區(qū)域?yàn)橐合?，?dāng)合金液冷卻到此線時(shí)開(kāi)始結(jié)晶?！　ECF線：固相線，合金熔液冷卻到此線時(shí)結(jié)晶完畢，此

2、線以下為固相區(qū)?！　CF線：共晶線，它是一條重要的水平線，溫度為1148℃，液態(tài)合金冷卻到此線時(shí)，在恒溫條件下，將從液體中同時(shí)結(jié)晶出奧氏體和滲碳體的機(jī)械混合物，即發(fā)生共晶反應(yīng)：所形成的共晶體為萊氏體?！　SK線：共析線，代號(hào)A1。也是一條重要的水平線，溫度為727℃，當(dāng)合金冷卻到此線時(shí)，從奧氏體中同時(shí)析出鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，即共析反應(yīng)：所形成的共析體為珠光體?！　S線：代號(hào)Acm。是碳在奧氏體中的溶解度線。在1148℃時(shí)奧氏體中的溶碳能力最大為2.11%，隨著溫度降低溶解度沿此線降低，而在727℃時(shí)僅為0.77%C，所以含碳量

3、大于0.77%的鐵碳合金，自1148℃冷至727℃的過(guò)程中，由于奧氏體含碳量的減少，將從奧氏體中析出二次滲碳體(Fe3CII)，以區(qū)別于自液體中結(jié)晶出的一次滲碳體(Fe3CI)。　　GS線：代號(hào)A3，奧氏體冷卻到此線時(shí)，開(kāi)始析出鐵素體，使奧氏體含碳量沿此線向0.77%遞增。　　3、相圖中的主要相區(qū)　　Fe-C相圖中的主要相區(qū)見(jiàn)下表?！　《摵蜕F的劃分　　E點(diǎn)成分是鋼與生鐵的分界線，E點(diǎn)左邊的鐵碳合金稱為鋼(含碳量小于0.0218%的稱為純鐵)。E點(diǎn)右邊的稱為生鐵?！　?.工業(yè)純鐵（C<0.0218%）　　常溫組織為F，F(xiàn)e3CIII數(shù)量

4、極少，經(jīng)常忽略?！　?.鋼(0.0218～2.11)%C　　鋼的共同特點(diǎn)是在AESG區(qū)域中全是A組織，當(dāng)溫度下降時(shí)A發(fā)生如下的轉(zhuǎn)變：若鋼的含碳量等于0.77%時(shí)，A在727℃時(shí)全部轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，即A→P；若含碳量小于0.77%時(shí)，則A在GS線首先析出F，冷卻到PSK線時(shí)剩余的A發(fā)生共析反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)镻，最后的組織為F+P；若含碳量大于0.77%時(shí)，則A在ES線首先析出二次滲碳體，冷卻到PSK線時(shí)，A發(fā)生共析反應(yīng)變成P，最后的組織為P+Fe3CII，所以根據(jù)A析出的情況，鋼可分為三種：???????亞共析鋼：(0.0218～0.77)%C,常溫組

5、織為F+P。???????共析鋼：C=0.77%，常溫組織為P。???????過(guò)共析鋼：(0.77～2.11)%C，常溫組織為P+Fe3CII?！　?.生鐵(白口鐵)?(2.11～6.69)%C　　生鐵的共同特點(diǎn)是在ECF線上都有共晶反應(yīng)，都有萊氏體的組織存在。生鐵也分為三種：　　亞共晶生鐵：(2.11～4.3)%C，常溫組織為：P+Fe3CII+Ld′。　　共晶生鐵：C=4.3%，常溫組織為L(zhǎng)d′?！　∵^(guò)共晶生鐵：(4.3～6.69)%C，常溫組織為L(zhǎng)d′+Fe3CI?！　≡?148～727℃之間的萊氏體是A與滲碳體組成的混合物，在727

6、℃以下的萊氏體是P與滲碳體組成的混合物，萊氏體的性能基本上與滲碳體相同，因此，上述這三種不同的組織的鑄鐵統(tǒng)稱為白口鑄鐵?！　∪?、典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程分析　　(一)鋼的組織轉(zhuǎn)變?　　1.共析鋼的組織轉(zhuǎn)變　　含碳量0.77%的共析鋼冷卻過(guò)程中的組織轉(zhuǎn)變?nèi)鐖D所示。共析鋼的結(jié)晶過(guò)程當(dāng)液態(tài)合金溫度降到1點(diǎn)以后，開(kāi)始結(jié)晶出奧氏體，直至2點(diǎn)結(jié)晶完畢，在2-3點(diǎn)間是單相奧氏體的冷卻，當(dāng)溫度降到3點(diǎn)(S點(diǎn))，奧氏體在恒溫下發(fā)生共析反應(yīng)，形成珠光體。溫度繼續(xù)下降至室溫，珠光體不再發(fā)生組織變化。所以，共析鋼室溫時(shí)的平衡組織為珠光體。如圖為共析鋼的顯微組織示意圖

7、?！　?.亞共析鋼的組織轉(zhuǎn)變　　亞共析鋼冷卻過(guò)程中的組織轉(zhuǎn)變?nèi)鐖D所示。亞共析鋼的結(jié)晶過(guò)程（點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫）　　當(dāng)溫度降到1點(diǎn)以后，開(kāi)始從合金液中結(jié)晶出奧氏體，奧氏體的數(shù)量隨溫度的降低而逐漸增多，溫度降到2點(diǎn)，合金液全部凝固，在2-3點(diǎn)之間是單一奧氏體冷卻。溫度降到3點(diǎn)后，從奧氏體中不斷析出鐵素體。溫度降到4點(diǎn)，剩余的奧氏體在恒溫下轉(zhuǎn)變成珠光體。4點(diǎn)以下不再發(fā)生組織變化，所以亞共析鋼的室溫平衡組織是由鐵素體和珠光體組成的。其顯微組織如圖所示。亞共析鋼中含碳量愈高，鐵素體愈少，而珠光體量則愈多，反之亦然。??　　3.過(guò)共析鋼的組織轉(zhuǎn)變　　過(guò)共析鋼

8、冷卻過(guò)程中的組織轉(zhuǎn)變?nèi)鐖D所示。過(guò)共析鋼的結(jié)晶過(guò)程（點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫）當(dāng)溫度降到1點(diǎn)以后，開(kāi)始從合金液中結(jié)晶出奧氏體，直到2點(diǎn)結(jié)晶完畢。在2-3點(diǎn)之間為單相奧氏體。到3點(diǎn)時(shí)從奧氏體中析