1、19.1鐵碳合金目錄鐵碳合金目錄鐵碳合金系相圖鐵碳合金系相圖鐵碳合金的平衡結晶過程鐵碳合金的平衡結晶過程鐵碳合金的成分鐵碳合金的成分-組織組織-性能關系性能關系鐵碳合金中的組元鐵碳合金中的組元2鐵碳合金中的組元鐵碳合金中的組元鋼與鐵的區別鋼與鐵的區別Fe-CFe-C與與Fe-FeFe-Fe3 3C C相圖的區別相圖的區別3鐵是過渡族元素鐵是過渡族元素; ;熔點：熔點：1538;1538;密度：密度：7.87 g /cm7.87 g /cm3 3; ;有三種同素異構轉變有三種同素異構轉變 -Fe-Fe -Fe-Fe -Fe-Fe性能特點性能特點C-Fe3C4FeFe3 3C C滲碳體滲碳體CEM

2、ENTITECEMENTITE的晶體結構的晶體結構FeFe3 3C C：鐵與碳的一種具有復雜結構的：鐵與碳的一種具有復雜結構的間隙化合物，通常稱為間隙化合物，通常稱為滲碳體。滲碳體。鐵碳合金中的相56包晶點包晶點J和和包晶線HJB7共晶點C和共晶線ECF8溫度：溫度： 11481148；成分：成分：4.3%C4.3%C。共晶反應共晶反應L LC C A AE E+ Fe+ Fe3 3C C 即即 L L4.34.3 A A2.112.11+ Fe+ Fe3 3C CL L4.3 4.3 L Ld d萊氏體中的滲碳體稱共晶滲碳體。萊氏體中的滲碳體稱共晶滲碳體。 萊氏體的形態：塊狀或粒狀奧氏體分布

3、在滲碳體基體上。萊氏體的形態：塊狀或粒狀奧氏體分布在滲碳體基體上。萊氏體的性能：硬而脆。萊氏體的性能：硬而脆。s水平線水平線ECFECF為共晶反應線。為共晶反應線。共析點S和共析線PSK9GS、ES、PQ線的含義線的含義10Fe-Fe3C相圖中各點的溫度、碳含量及含義相圖中各點的溫度、碳含量及含義11鐵碳合金的分類12鐵碳合典型鐵碳合金的平衡結晶過程分析13典型鐵碳合金的平衡結晶過程分析典型鐵碳合金分類工業純鐵工業純鐵共析鋼共析鋼亞共析鋼亞共析鋼過共析鋼過共析鋼共晶白口鑄鐵共晶白口鑄鐵亞共晶白口鑄鐵亞共晶白口鑄鐵過共晶白口鑄鐵過共晶白口鑄鐵工業純鐵的結晶過程分析工業純鐵的結晶過程分析14室溫組

4、織:鐵素體三次滲碳體 F+ Fe3CIII工業純鐵的顯微組織工業純鐵的顯微組織計算組織組成物的相對量計算組織組成物的相對量15工工業業純純鐵鐵的的顯顯微微組組織織: :共析鋼的結晶過程分析共析鋼的結晶過程分析16共析鋼的室溫共析鋼的室溫組織組織: 珠光體珠光體 P共析鋼的室溫組織共析鋼的室溫組織17%12%881%88%10069. 677. 069. 63CFeF亞共析鋼的結晶過程分析亞共析鋼的結晶過程分析18亞共析鋼室溫亞共析鋼室溫組織組織: : 鐵素體鐵素體+ +珠光體珠光體 F+PF+P19組織、相組成物計算組織、相組成物計算20%6%941%94%1000218. 069. 64 .

5、 069. 63CFeF%1000218. 077. 00218. 04 . 0%51%491%49%1000218. 077. 04 . 077. 0PF根據金相組織中的根據金相組織中的 所占的面積百分比，反推含碳量所占的面積百分比，反推含碳量亞共析鋼的顯微組織:F+P21亞共析鋼的顯20鋼(0.2%C)40鋼(0.4%C)60鋼(0.6%C)根據金相組織中的根據金相組織中的 所占的面積百分比，反推含碳量所占的面積百分比，反推含碳量過共析鋼的結晶過程分析22過共析鋼室溫過共析鋼室溫組織組織: :珠光體珠光體+ +網狀二次滲碳體網狀二次滲碳體 P+FeP+Fe3 3C CII II過共析鋼過共

6、析鋼(0.77%-2.11%C)(0.77%-2.11%C)T12鋼退火組織23T12鋼退火組織 400顯微組織：珠光體網狀滲碳體T12鋼退火組織 400硝酸酒精腐蝕顯微組織：珠光體(P)網狀滲碳體PROEUTECTOID CEMENTITE NETWORK(Fe3CII )T12鋼退火組織 400苦味酸鈉酒精腐蝕顯微組織特征: 滲碳體網被染黑組織組成物計算組織組成物計算24組組織織組組%93%71%7%10077. 069. 677. 02 . 13PCFeFCFeFc1%1000218. 069. 669. 63共晶白口鑄鐵的結晶過程分析25LLdLdLdLdLdLd共晶白口鑄鐵室溫組織:

7、萊氏體Ld (P+ Fe3CII +Fe3C)26亞共晶白口鑄鐵的結晶過程分析27亞共晶白口鑄鐵亞共晶白口鑄鐵室溫組織:珠光體+網狀二次滲碳體+萊氏體 P+ Fe3CII +Ld (P+ Fe3CII +Fe3C)28過共晶白口鑄鐵結晶過程分析29過共晶白口鑄鐵室溫過共晶白口鑄鐵室溫組織組織: :一次滲碳體萊氏體一次滲碳體萊氏體 FeFe3 3C C1 1 Ld Ld (P+ (P+ Fe Fe3 3C CII II + +FeFe3 3C)C)30鐵碳 合金組織 組成物31鐵鐵碳碳合合金金碳對鐵碳合金的影響碳對鐵碳合金的影響32碳對鐵碳合金的影響碳對鐵碳合金的影響組織組織性能性能鐵碳合金成分

8、鐵碳合金成分-組織的關系組織的關系33鐵碳合金成分鐵碳合金成分- -組織組織- -性能的關系性能的關系鐵碳合金成分鐵碳合金成分-力學性能的關系力學性能的關系34鐵碳合金成分鐵碳合金成分- -工藝性能的關系工藝性能的關系Fe-FeFe-Fe3 3C C相圖的應用相圖的應用選材選材加工加工鑄造鑄造鍛壓鍛壓焊接焊接熱處理熱處理總之：適合鍛造：總之：適合鍛造：C%2.11%，可得到單相組織。，可得到單相組織。 適合鑄造：適合鑄造：C%4.3%，流動性好。，流動性好。 適合冷塑變：適合冷塑變：C%0.25%，變形阻力小。，變形阻力小。 適合熱處理：適合熱處理：0.0218-2.11，有固態相變。，有固態相變。鋼中雜質元素及其對性能的影響鋼中雜質元素及其對性能的影響35者者小小而而后后者者大。大。u2、727 C是是鐵鐵素素體體與與奧奧氏氏體體的的同同素素異異構構轉轉變變溫溫度。度。u3、在在Fe-Fe3C系系合合金金中，中，只只有有過過共共析析鋼鋼的的平平衡衡結結晶晶組組織織中中才才有有二二次次滲滲碳碳體體存存在在u4、凡凡是是碳碳鋼鋼的的平平衡衡結結晶晶過過程程都都具具有有共共析析轉轉變，變，而而沒沒有有共共晶晶轉轉變；變；相相反，