null第四章 铁碳合金第四章 铁碳合金简介:碳钢和铸铁都是铁碳合金,铁碳合金中的碳有两种形式:滲碳 体Fe3C和石墨.铁碳相图有两种形式:Fe- Fe3C 、Fe-石墨.4.1铁碳合金的组元及基本相
一.纯铁
(一) 铁的同素异晶转变
熔点:1538oC.
三种同素异晶状态:
-Fe(BCC), -Fe(FCC), -Fe(BCC).
1538oC-1394oC , -Fe
1394oC , -Fe -Fe A4转变
1394oC-912oC , -Fe .
912oC, -Fe -Fe A3转变
912oC以下, -Fe
770oC (居里点), -Fe 顺磁 铁磁
A2转变null(二)铁素体和奥氏体
铁素体:碳溶于铁中的间隙固溶体,为BCC结构,表示:F或.
奥氏体:碳溶于铁中的间隙固溶体,为FCC结构,表示:A或.
(三)纯铁的性能与应用
塑性和韧性好,强度低.二.滲碳体
铁和碳的间隙化合物Fe3C,
含碳量6.69%.表示Cm.
正交晶系.
硬度很高, 塑性和差.4.2 Fe- Fe3C相图分析 4.2 Fe- Fe3C相图分析 一.相图中的点 线 区的意义符号国际通用,不能随便改变.null液相线ABCD, 固相线AHJECF.
五个单相区:
液相区(L), 固相区(),奥氏体区(A或),
铁素体区(F或),渗碳体区(Fe3C).
七个两相区:
L+ , L+ , L+ Fe3C, + , + ,
+ Fe3C, + Fe3C.
两条磁性转变线:
MO(铁素体转变),
230oC (渗碳体转变).
三条水平线:
HJB包晶转变线, ECF共晶转变线,
PSK共析转变线.null二.包晶转变(HJB线)
1495oC, 液相(LB)+铁色体(H) 奥氏体(J)三.共晶转变(ECF水平线)
1148oC, 液相(LC) 奥氏体(E)+渗碳体区(Fe3C)
莱氏体:奥氏体+渗碳体区的混合物.塑性差.四.共析转变(PSK水平线)
727oC, 奥氏体(s) 铁素体(p)+渗碳体(Fe3C)
珠光体:共析转变的产物. 用符号P表示.
共析温度:A1表示
珠光体中铁素体和渗碳体体的含量:WF=SK/PK
W Fe3C=100%-WF五.三条重要的特性曲线
(一) GS线(A3线)
冷却中,由奥氏体析出铁素体的开始线.或加热中,铁素体溶入奥氏体的终了线.
(二) ES线(ACm)
碳在奥氏体中的溶解度曲线.
二次渗碳体.
(三) PQ线
碳在铁素体中的溶解度曲线.
三次渗碳体.null4.3 铁碳合金的平衡结晶过程及组织分类: (按有无共晶转变)
碳钢 (Wc<2.11%)
铸铁 (Wc>2.11%)
工业纯铁 (Wc<0.0218%)七种类型: (根据组织, 按含碳量分类)
工业纯铁 (Wc<0.0218%)
共析钢 (Wc=0.77%)
亚共析钢 (Wc=0.0218-0.77%)
过共析钢 (Wc=0.77-2.11%)
共晶白口铁(Wc=4.3%)
亚共晶白口铁(Wc=2.11-4.3%)
过共晶白口铁(Wc= 4.3-6.69%)nullnull各种类型合金平衡结晶过程冷却曲线null一. Wc=0.01%的工业纯铁L---L+--- ---- +(奥氏体)--- --- + (铁素体) --- --- +Fe3CIII(三次渗碳体区)null二.共析钢共析反应: 727oC, 0.77--------0.0218+ Fe3C (P珠光体)
W 0.0218 =(6.69-0.77)/(6.69-0.218)=88%
W Fe3C =1-88%=12%P (珠光体): 铁素体()+渗碳体(Fe3C)null三.亚共析钢(Wc=0.40%)共析反应后的与P含量:WP=5P/SP
W =S5/SPnull四.过共析钢(Wc=1.2%)L---L +(奥氏体)--- --- +Fe3CII(二次渗碳体)----P(珠光体)+Fe3CII (二次渗碳体)共析反应后的Fe3CII与P含量: WP=4V/SV
W Fe3CII =4S/SVnull五.共晶白口铁(Wc=4.3%)null六.亚共晶白口铁(Wc=3.0%)L---L +(初晶奥氏体) ------- -- -- (初晶奥氏体) + Ld(莱氏体) –----- (初晶奥氏体) + Ld(莱氏体) + Fe3CII (二次渗碳体)-----------------P(珠光体)+ Ld’(低温莱氏体)+Fe3CII (二次渗碳体)共晶反应共析反应共晶反应后,该铸铁中组织组成物中,
初晶奥氏体含量:W =(4.3-3.0)/(4.3-2.11)=59.4%
莱氏体含量: W Ld =(3.0-2.11)/(4.3-2.11)=40.6%null七.过共晶白口铁(Wc=5.0%)null 易混淆的概念
重结晶:在固态下的相变结晶过程。
Fe3CI(一次渗碳体):从液相中结晶出的先共晶渗碳体。
Fe3CII (二次渗碳体):从奥氏体中析出的次生的渗碳体。
Fe3CIII(三次渗碳体):从铁素体中析出的渗碳体。
null4.4 含碳量对铁弹合金平衡组织和性能的影响一.对平衡组织的影响相组成物:
L、、、、Fe3C组织组成物:
L、、、、P、Ld、Ld’
Fe3CI 、Fe3CII 、Fe3CIII、成分变化相变化组织变化nullnull二.对机械性能的影响
三.对工艺性能的影响