第三章材料的凝固純金屬的結晶合金的結晶鐵碳合金相圖凝固組織及其控制精選課件物質由液態轉變為固態的過程稱為凝固。物質由液態轉變為晶態的過程稱為結晶。物質由一個相轉變為另一個相的過程稱為相變。因而結晶過程是相變過程。玻璃制品水晶精選課件3.1純金屬的結晶一.冷卻曲線與過冷度二.結晶的一般過程三.同素異構轉變精選課件3.1.1結晶的熱力學條件T0T1ΔT液體和晶體自由能隨溫度變化液態金屬在理論結晶溫度以下開始結晶的現象稱過冷。理論結晶溫度與實際結晶溫度的差

T稱過冷度

T=T0–T1冷卻速度與過冷度大小有關，過冷度越大，冷速越大。精選課件純金屬都有一個理論結晶溫度T0(熔點或平衡結晶溫度)。在該溫度下,液體和晶體處于動平衡狀態.結晶只有在T0以下的實際結晶溫度下才能進行。霧凇精選課件冷卻曲線與過冷1、冷卻曲線金屬結晶時溫度與時間的關系曲線稱冷卻曲線。曲線上水平階段所對應的溫度稱實際結晶溫度T1。曲線上水平階段是由于結晶時放出結晶潛熱引起的.

純金屬的冷卻曲線精選課件1、結晶的根本過程結晶由晶核的形成和晶核的長大兩個根本過程組成.液態金屬中存在著原子排列規那么的小原子團，它們時聚時散，稱為晶胚。在T0以下,經一段時間后(即孕育期),一些大尺寸的晶坯將會長大，稱為晶核。3.1.2純金屬的結晶過程精選課件氣體、液體、晶體的結構精選課件晶核形成后便向各方向生長，同時又有新的晶核產生。晶核不斷形成，不斷長大，直到液體完全消失。每個晶核最終長成一個晶粒，兩晶粒接觸后形成晶界。精選課件2、晶核的形成方式形核有兩種方式，即均勻形核和非均勻形核。由液體中排列規那么的原子團形成晶核稱均勻形核。以液體中存在的固態雜質為核心形核稱非均勻形核。非均勻形核更為普遍。均勻形核非均勻形核示意圖精選課件令精選課件

3、晶核的長大方式晶核的長大方式有兩種，即均勻長大和樹枝狀長大.均勻長大樹枝狀長大精選課件實際金屬結晶主要以樹枝狀長大。是因存在負溫度梯度，且晶核棱角處散熱好，生長快，先形成一次軸，一次軸產生二次軸…，樹枝間最后被填充。負溫度梯度精選課件樹枝狀長大精選課件樹枝狀長大的實際觀察精選課件樹枝狀長大的實際觀察精選課件樹枝狀結晶金屬的樹枝晶金屬的樹枝晶金屬的樹枝晶冰的樹枝晶精選課件三、同素異構轉變構轉變。同素異構轉變屬于相變之一—固態相變。鐵在固態冷卻過程中有兩次晶體結構變化，其變化為：1394℃912℃-Fe?-Fe?-Fe物質在固態下晶體結構隨溫度變化的現象稱同素異純鐵的同素異構轉變精選課件-Fe、-Fe為體心立方結構(BCC)，-Fe為面心立方結構(FCC)。都是鐵的同素異構體。-Fe-Fe精選課件2、固態轉變的特點⑴形核一般在某些特定部位發生〔如晶界、晶內缺陷、特定晶面等〕。⑵由于固態下擴散困難，因而過冷傾向大。⑶固態轉變伴隨著體積變化，易造成很大內應力。固態相變的晶界形核(Sn-0.5%Cu鑄態，255K)錫疫精選課件3.2合金的結晶一、二元相圖的建立二、二元相圖的根本類型與分析二元勻晶相圖二元共晶相圖二元包晶相圖形成穩定化合物的二元相圖具有共析反響的二元相圖二元相圖的分析步驟相圖與合金性能之間的關系精選課件合金的結晶過程比純金屬復雜，常用相圖進行分析.相圖是用來表示合金系中各合金在緩冷條件下結晶過程的簡明圖解。又稱狀態圖或平衡圖。精選課件合金系是指由兩個或兩個以上元素按不同比例配制的一系列不同成分的合金.組元是指組成合金的最簡單、最根本、能夠獨立存在的物質。多數情況下組元是指組成合金的元素。但對于既不發生分解、又不發生任何反響的化合物也可看作組元,如Fe-C合金中的Fe3C.Cu-Ni合金相圖L

成分（wt%Ni）溫度（℃）CuNi精選課件相圖表示了在緩冷條件下不同成分合金的組織隨溫度變化的規律，是制訂熔煉、鑄造、熱加工及熱處理工藝的重要依據。根據組元數,分為二元相圖、三元相圖和多元相圖.Fe-C二元相圖三元相圖精選課件3.2.1二元相圖的建立幾乎所有的相圖都是通過實驗得到的，最常用的是熱分析法。精選課件二元相圖的建立步驟為：[以Cu-Ni合金(白銅)為例]1.配制不同成分的合金，測出各合金的冷卻曲線，找出曲線上的臨界點〔停歇點或轉折點〕。2.將臨界點標在溫度-成分坐標中的成分垂線上。3.將垂線上相同意義的點連接起來，并標上相應的數字和字母。精選課件相圖中，結晶開始點的連線叫液相線。結晶終了點的連線叫固相線。精選課件3.2.2二元相圖的根本類型與分析兩組元在液態和固態下均無限互溶時所構成的相圖稱二元勻晶相圖。以Cu-Ni合金為例進行分析。1、二元勻晶相圖精選課件相圖由兩條線構成，上面是液相線，下面是固相線。相圖被兩條線分為三個相區，液相線以上為液相區L，固相線以下為固溶體區，兩條線之間為兩相共存的兩相區〔L+〕。

LL+

成分（wt%Ni）溫度（℃）CuNi液相線固相線精選課件⑴合金的結晶過程除純組元外，其它成分合金結晶過程相似，以Ⅰ合金為例說明。當液態金屬自高溫冷卻到t1溫度時，開始結晶出成分為

1的固溶體，其Ni含量高于合金平均成分.精選課件精選課件隨溫度下降，固溶體重量增加，液相重量減少。同時，液相成分沿液相線變化，固相成分沿固相線變化。液固相線不僅是相區分界線,也是結晶時兩相的成分變化線；勻晶轉變是變溫轉變.這種從液相中結晶出單一固相的轉變稱為勻晶轉變或勻晶反響。精選課件⑵杠桿定律處于兩相區的合金，不僅由相圖可知道兩平衡相的成分，還可用杠桿定律求出兩平衡相的相對重量?，F以Cu-Ni合金為例推導杠桿定律：①確定兩平衡相的成分：設合金成分為x，過x做成分垂線。在成分垂線相當于溫度t的o點作水平線，其與液固相線交點a、b所對應的成分x1、x2即分別為液相和固相的成分。12

t精選課件那么QL+Q=1QLx1+Qx2=x解方程組得式中的x2-x、x2-x1、x-x1即為相圖中線段xx2(ob)、x1x2(ab)、x1x(ao)的長度。②確定兩平衡相的相對重量設合金的重量為1，液相重量為QL，固相重量為Q

.精選課件因此兩相的相對重量百分比為：兩相的重量比為：精選課件上式與力學中的杠桿定律完全相似，因此稱之為杠桿定律。即合金在某溫度下兩平衡相的重量比等于該溫度下與各自相區距離較遠的成分線段之比。在杠桿定律中，杠桿的支點是合金的成分，杠桿的端點是所求的兩平衡相〔或兩組織組成物〕的成分.杠桿定律只適用于兩相區。例〔如圖〕精選課件合金的結晶只有在緩慢冷卻條件下才能得到成分均勻的固溶體。但實際冷速較快，結晶時固相中的原子來不及擴散，使先結晶出的枝晶軸含有較多的高熔點元素〔如Cu-Ni合金中的Ni〕,⑶枝晶偏析后結晶的枝晶間含有較多的低熔點元素(如Cu-Ni合金中的Cu)。精選課件在一個枝晶范圍內或一個晶粒范圍內成分不均勻的現象稱作枝晶偏析。不僅與冷速有關，而且與液固相線的間距有關。冷速越大，液固相線間距越大，枝晶偏析越嚴重.枝晶偏析會影響合金的力學、耐蝕、加工等性能.生產上常將鑄件加熱到固相線以下100-200℃長時間保溫,以使原子充分擴散、成分均勻，消除枝晶偏析，這種熱處理工藝稱作擴散退火。精選課件Cu-Ni合金的平衡組織與枝晶偏析組織平衡組織枝晶偏析組織精選課件2、二元共晶相圖當兩組元在液態下完全互溶，在固態下有限互溶,并發生共晶反響時所構成的相圖稱作共晶相圖。以Pb-Sn相圖為例進行分析。Pb-Sn合金相圖成分（wt%Sn）溫度（℃）PbSn精選課件⑴相圖分析①相：相圖中有L、、三種相,

是溶質Sn在

Pb中的固溶體，

是溶質Pb在Sn中的固溶體。AB②相區：相圖中有:三個單相區：L、、；三個兩相區：

L+

、L+

、+；一個三相區：即水平線CED。精選課件④固溶線:溶解度點的連線稱固溶線.相圖中的CF、DG線分別為Sn在Pb中和Pb在Sn中的固溶線。③液固相線:液相線AEB,固相線ACEDB.A、B分別為Pb、Sn的熔點.AB固溶體的溶解度隨溫度降低而下降。精選課件在一定溫度下，由一定成分的液相同時結晶出兩個成分和結構都不相同的新固相的轉變稱作共晶轉變或共晶反響.⑤共晶線：水平線CED叫做共晶線。在共晶線對應的溫度下(183

℃)，E點成分的合金同時結晶出C點成分的

固溶體和D點成分的

固溶體，形成這兩個相的機械混合物：LE?(

C+

D)AB精選課件共晶反響的產物，即兩相的機械混合物稱共晶體或共晶組織。發生共晶反響的溫度稱共晶溫度。代表共晶溫度和共晶成分的點稱共晶點。共晶體長大示意圖

Sn原子擴散Pb原子擴散Pb-Sn共晶組織精選課件具有共晶成分的合金稱共晶合金。共晶線上，凡成分位于共晶點以左的合金稱亞共晶合金，位于共晶點以右的合金稱過共晶合金。凡具有共晶線成分的合金液體冷卻到共晶溫度時都將發生共晶反響。L+

CDAB精選課件⑵合金的結晶過程①含Sn量小于C點合金(Ⅰ合金)的結晶過程在2點以前為勻晶轉變，結晶出單相

固溶體,這種直接從液相中結晶出的固相稱一次相或初生相..2精選課件溫度降到3點以下，固溶體被Sn過飽和，由于晶格不穩，開始析出〔相變過程也稱析出〕新相—相。由已有固相析出的新固相稱二次相或次生相。形成二次相的過程稱二次析出,是固態相變的一種.H精選課件由于二次相析出溫度較低，一般十分細小。室溫下

Ⅱ的相對重量百分比為：由析出的二次

用

Ⅱ

表示。隨溫度下降，

和

相的成分分別沿CF線和DG線變化，

Ⅱ的重量增加。精選課件Ⅰ合金室溫組織為

+

Ⅱ

。成分大于D點合金結晶過程與Ⅰ合金相似,室溫組織為

+

Ⅱ。ABCDEFG精選課件②共晶合金的結晶過程液態合金冷卻到E點時同時被Pb和Sn飽和,發生共晶反響：LE?(C+D)。1’精選課件析出過程中兩相相間形核、互相促進、共同長大，因而共晶組織較細,呈片、棒、點球等形狀.精選課件共晶組織形態

層片狀(Al-CuAl2定向凝固)條棒狀(Sb-MnSb橫截面)螺旋狀（Zn-Mg）Pb-Sn共晶組織精選課件共晶組織形態針狀共晶樹枝狀共晶放射狀共晶螺旋狀共晶精選課件在共晶轉變過程中，L、

、

三相共存,三個相的量在不斷變化，但它們各自成分是固定的。共晶組織中的相稱共晶相.共晶轉變結束時，

和

相的相對重量百分比為：E(61.9)D(97.5)C(19.2)精選課件共晶結束后，隨溫度下降，

和

的成分分別沿CF線和DG線變化，并從共晶

中析出

Ⅱ，從共晶

中析出

Ⅱ，由于共晶組織細,

Ⅱ與共晶

結合，

Ⅱ與共晶

結合，共晶合金的室溫組織仍為(

+

)共晶體。室溫下兩相的相對重量百分比是多少？Pb-Sn共晶合金組織精選課件③亞共晶合金(Ⅲ合金)的結晶過程合金液體在2點以前為勻晶轉變。冷卻到2點，固相成分變化到C點，液相成分變化到E點,

此時兩相的相對重量為：精選課件在2點，具有E點成分的剩余液體發生共晶反響：L?(+)，轉變為共晶組織，共晶體的重量與轉變前的液相重量相等,即QE=QL反響結束后，在共晶溫度下、兩相的相對重量百分比為：精選課件溫度繼續下降，將從一次

和共晶

中析出

Ⅱ，從共晶

中析出

Ⅱ。其室溫組織為

Ⅰ+(

+

)+

Ⅱ。亞共晶合金的結晶過程精選課件④過共晶合金結晶過程與亞共晶合金相似,不同的是一次相為

,二次相為

Ⅱ室溫組織為

Ⅰ+(

+

)+

Ⅱ.精選課件Pb-Sn合金的結晶過程精選課件⑶組織組成物在相圖上的標注組織組成物是指組成合金顯微組織的獨立局部。Ⅰ和Ⅰ,Ⅱ和Ⅱ,共晶體(+)都是組織組成物。相與相之間的差異主要在結構和成分上。精選課件組織組成物之間的差異主要在形態上。如Ⅰ、Ⅱ和共晶的結構成分相同，屬同一個相，但它們的形態不同，分屬不同的組織組成物。將組織組成物標注在相圖中，可使所標注的組織與顯微鏡下觀察到的組織一致。Pb-Sn亞共晶組織精選課件組織組成物在相圖上的標注精選課件3、二元包晶相圖當兩組元在液態下完全互溶，在固態下有限互溶，并發生包晶反響時所構成的相圖稱作包晶相圖。以Pt-Ag相圖為例簡要分析⑴相圖分析單相區：L、、β二相區：L+、L+、+三相區：L++〔水平線PDC〕精選課件在一定溫度下，由一個液相包著一個固相生成另一新固相的反響稱包晶轉變或包晶反響。水平線PDC稱包晶線，與該線成分對應的合金在該溫度下發生包晶反響：LC+P?βD。該反響是液相L包著固相,新相β在L與α的界面上形核，并向L和兩個方向長大。精選課件⑵合金的結晶過程①包晶成分合金：勻晶包晶二次析出。室溫組織為β+

II精選課件②PD成分合金：勻晶包晶二次析出。室溫組織為

+βII+β+

II精選課件③DC成分合金：勻晶包晶勻晶二次析出室溫組織為β+

II。精選課件4、形成穩定化合物的二元相圖穩定化合物是指在熔化前不發生分解的化合物(如Mg-Si系的Mg2Si和Fe-C系的Fe3C)。其成分固定，在相圖中是一條垂線(代表一個單相區)。垂足是其成分,頂點是其熔點,結晶過程同純金屬.分析這類相圖時，可把穩定化合物當作純組元看待，將相圖分成幾個局部進行分析.精選課件相的過程。共析轉變也是固態相變。最常見的共析轉變是鐵碳合金中的珠光體轉變:

S?

P+Fe3C。5、具有共析反響的二元相圖共析反響(共析轉變)是指在一定溫度下，由一定成分的固相同時析出兩個成分和結構完全不同的新固(

—奧氏體，

—鐵素體，Fe3C—滲碳體)精選課件⒈分清相圖中包括哪些根本類型相圖⒉確定相區3.分析典型合金的結晶過程 6、二元相圖的分析步驟精選課件Fe-Fe3C相圖⒉確定相區⑴相區接觸法那么：相鄰兩個相區的相數差為1⑵單相區確實定①液相線以上為液相區;精選課件②靠純組元的封閉區是以該組元為基單相固溶體區;③

相圖中的垂線可能是穩定化合物(單相區)，也可能是相區分界線；④

相圖中部出現的成分可變的單相區是以化合物為基的單相固溶體區；⑤

相圖中每一條水平線必定與三個單相區點接觸。精選課件⑶兩相區確實定：兩個單相區之間夾有一個兩相區，該兩相區的相由兩相鄰單相區的相組成。⑷三相區確實定:二元相圖中的水平線是三相區，其三個相由與該三相區點接觸的三個單相區的相組成。精選課件恒溫下由一個固相同時析出兩個成分結構不同的新固相。

?

+

共析反應恒溫下由一個液相包著一個固相生成另一個新的固相。L

+

?

包晶反應恒溫下由一個液相同時結晶出兩個成分結構不同的新固相。L?

+

共晶反應說明反應式圖形特征反應名稱常見三相等溫水平線上的反響精選課件⑴作出典型合金冷卻曲線示意圖二元合金冷卻曲線的特征是:①在單相區和兩相區冷卻曲線為一斜線。⒊分析典型合金的結晶過程精選課件②由一個相區進入另一相區時,冷卻曲線出現拐點:a.由相數少的相區進入相數多的相區曲線向右拐;b.由相數多的相區進入相數少的相區曲線向左拐。③發生三相等溫轉變時，冷卻曲線呈一水平臺階。

精選課件⑵分析合金結晶過程①畫出組織轉變示意圖。②計算各相、各組織組成物相對重量百分比：a.在單相區，合金由單相組成，相的成分、重量即合金的成分、重量。精選課件b.

在兩相區，兩相的成分隨溫度沿各自的相線變化,各相和各組織組成物的相對重量可由杠桿定律求出.合金成分為杠桿的支點，相或組織組成物的成分為杠桿的端點。c.

在三相區，三個相成分固定，重量不斷變化，杠桿定律不適用。合金成分相1成分相2成分相1重量相2重量合金成分組織1成分組織2成分組織1重量組織2重量??????精選課件7、相圖與合金性能之間的關系⑴相圖與合金力學性能、物理性能的關系①兩相機械混合物的合金:性能與合金成分呈直線關系，是兩相性能的算術平均值，如：

混=

?Q

+

β?Qβ

HB混=HB

?Q

+HBβ?Qβ(Q

、Qβ為兩相相對重量)精選課件②單相固溶體的合金：性能隨成分呈曲線變化，隨溶質含量增加，σ、HB、

增加，塑性下降。③形成穩定化合物的合金：性能-成分曲線出現拐點。精選課件⑵相圖與鑄造性能的關系①固溶體合金液固相線間距大、偏析傾向大,樹枝晶興旺,流動性降低,補縮能力下降,分散縮孔增加.②共晶合金結晶溫度低,流動性好，縮孔集中，偏析小，鑄造性能好。精選課件第三節鐵碳合金相圖鐵碳合金—碳鋼和鑄鐵，是工業應用最廣的合金。含碳量為0.0218%~2.11%的稱鋼含碳量為2.11%~6.69%的稱鑄鐵。精選課件鐵和碳可形成一系列穩定化合物：Fe3C、Fe2C、FeC，它們都可以作為純組元看待。含碳量大于Fe3C成分〔6.69%〕時，合金太脆，已無實用價值。實際所討論的鐵碳合金相圖是Fe-Fe3C相圖。FeFe3CFe2CFeCCC%(at%)→精選課件鐵碳合金相圖是研究鐵碳合金最根本的工具，是研究碳鋼和鑄鐵的成分、溫度、組織及性能之間關系的理論根底,是制定熱加工、熱處理、冶煉和鑄造等工藝依據.精選課件一、鐵碳合金的組元和相碳在δ-Fe中的固溶體稱δ-鐵素體，用δ

表示。

都是體心立方間隙固溶體。鐵素體的溶碳能力很低,在727℃時最大為0.0218%，室溫下僅為0.0008%。鐵素體的組織為多面體晶粒，性能與純鐵相似。鐵素體⒈組元：Fe、Fe3C⒉相⑴鐵素體：碳在

-Fe中的固溶體稱鐵素體,用F

或

表示。

精選課件⑵奧氏體:碳在

-Fe中的固溶體稱奧氏體。用A或

表示。是面心立方晶格的間隙固溶體。溶碳能力比鐵素體大，1148℃時最大為2.11%。組織為不規那么多面體晶粒，晶界較直。強度低、塑性好，鋼材熱加工都在區進行.碳鋼室溫組織中無奧氏體。奧氏體精選課件⑶滲碳體：即Fe3C,含碳6.69%,用Fe3C或Cm表示。Fe3C硬度高、強度低，脆性大，塑性幾乎為零。Fe3C是一個亞穩相，在一定條件下可發生分解：Fe3C→3Fe+C(石墨),該反響對鑄鐵有重要意義。由于碳在-Fe中的溶解度很小，因而常溫下碳在鐵碳合金中主要以Fe3C或石墨的形式存在。鑄鐵中的石墨鋼中的滲碳體精選課件二、鐵碳合金相圖的分析⒈特征點?????LJNG

+Fe3C

+Fe3CL+Fe3CL+

+

6.69精選課件⒉特征線⑴液相線—ABCD，固相線—AHJECF⑵三條水平線：HJB：包晶線LB+δH?

J

ECF：共晶線LC?

E+Fe3C共晶產物是

與Fe3C的機械混合物，稱作萊氏體,用Le表示。為蜂窩狀,以Fe3C為基，性能硬而脆。萊氏體精選課件PSK：共析線

S?FP+Fe3C共析轉變的產物是

與Fe3C的機械混合物,稱作珠光體，用P表示。珠光體L+δL+

L+Fe3Cδ+

+Fe3C

+

F+Fe3C珠光體的組織特點是兩相呈片層相間分布,性能介于兩相之間。PSK線又稱A1線。A1精選課件⑶其它相線GS,GP—

?

固溶體轉變線,GS又稱A3

線.HN,JN—δ?

固溶體轉變線，ES—碳在

-Fe中的固溶線。又稱Acm線。PQ—碳在

-Fe中的固溶線。AcmA3精選課件⑶三個三相區：即HJB(L+

+

)、ECF(L+

+Fe3C)、PSK(

+

+Fe3C)三條水平線⒊相區⑴五個單相區：L、

、

、

、Fe3C

⑵七個兩相區:L+

、L+

、L+Fe3C、

+

、

+Fe3C、

+

、

+Fe3C精選課件三、典型合金的平衡結晶過程⑵鋼(0.0218~2.11%C)高溫組織為單相奧氏體

①亞共析鋼(0.0218~0.77%C)②共析鋼(0.77%C)③過共析鋼(0.77~2.11%C)鐵碳相圖上的合金，按成分可分為三類：⑴工業純鐵(<0.0218%C)組織為單相鐵素體。工業純鐵精選課件⑶白口鑄鐵(2.11~6.69%C)鑄造性能好,硬而脆①亞共晶白口鑄鐵(2.11~4.3%C)②共晶白口鑄鐵(4.3%C)③過共晶白口鑄鐵(4.3~6.69%C)精選課件工業純鐵的結晶過程

合金液體在1-2點間轉變為

，3-4點間

→

，5-6點間

→

。到7點，從

中析出Fe3C。NSJBH

L+

+

+

精選課件工業純鐵的結晶過程

精選課件

隨溫度下降，Fe3CⅢ量不斷增加,合金的室溫下組織為F+Fe3CⅢ。室溫下Fe3CⅢ最大量為:

從鐵素體中析出的滲碳體稱三次滲碳體，用Fe3CⅢ表示。

Fe3CⅢ以不連續網狀或片狀分布于晶界。精選課件㈡共析鋼的結晶過程

合金液體在1-2點間轉變為

,到S點發生共析轉變：

S?

P+Fe3C,

全部轉變為珠光體。精選課件共析鋼的結晶過程精選課件珠光體在光鏡下呈指紋狀.變結束時，珠光體中相的相對重量百分比為：珠光體中的滲碳體稱共析滲碳體。S點以下，共析

中析出Fe3CⅢ，與共析Fe3C結合不易分辨。室溫組織為P.Q珠光體精選課件室溫下，珠光體中兩相的相對重量百分比是多少？Q43219精選課件㈢亞共析鋼的結晶過程0.09~0.53%C亞共析鋼冷卻時發生包晶反響.以0.45%C的鋼為例合金在4點以前通過勻晶—包晶—勻晶反響全部轉變為。到4點，由中析出。到5點,成分沿GS線變到S點，發生共析反響轉變為珠光體。溫度繼續下降，中析出Fe3CⅢ，由于與共析Fe3C結合,且量少,忽略不計.

+Fe3CⅢGSPABJH精選課件亞共析鋼的結晶過程精選課件S’共析溫度下相的相對重量為：組織組成物的相對重量為：

精選課件室溫下相的相對重量為：室溫下組織組成物的相對重量為：S’利用平衡組織中珠光體所占的面積百分比，可以近似估算亞共析鋼的含碳量:

C%=P面積%×0.77%(忽略

中含碳量，P面積%=QP)精選課件亞共析鋼室溫下的組織為F+P。在0.0218~0.77%C范圍內珠光體的量隨含碳量增加而增加。含0.45%C鋼的組織含0.20%C鋼的組織含0.60%C鋼的組織精選課件㈣過共析鋼的結晶過程

合金在1~2點轉變為

,到3點,開始析出Fe3C。從奧氏體中析出的Fe3C稱二次滲碳體,用Fe3CⅡ表示,其沿晶界呈網狀分布.溫度下降,Fe3CⅡ量增加。到4點，

成分沿ES線變化到S點，余下的

轉變為P。在共析溫度下Fe3CⅡ的相對量？精選課件過共析鋼的結晶過程精選課件過共析鋼室溫組織為P+Fe3CⅡ。Fe3CⅡ量隨含碳量而增加,含碳量為2.11%時,Fe3CⅡ量最大：含1.4%C鋼的組織精選課件室溫下兩相的相對重量百分比：室溫下兩組織組成物相對重量百分比:12345S’精選課件㈤共晶白口鐵的結晶過程液相冷卻到C點發生共晶反響全部轉變為萊氏體Le,Le是共晶與共晶Fe3C的機械混合物，呈蜂窩狀。Fe3C

精選課件共晶轉變結束時，兩相的相對重量百分比為:C點以下,

成分沿ES線變化，共晶

將析出Fe3CⅡ.

Fe3CⅡ與共晶Fe3C

結合，不易分辨。1’2

Fe3C精選課件溫度降到2點,成分到達0.77%,此時,相的相對重量:在2點,共晶發生共析反響，轉變為珠光體，這種由P與Fe3C組成的共晶體稱低溫萊氏體,用Le’表示.

2點以下，共晶體中珠光體的變化同共析鋼。S精選課件共晶白口鐵的結晶過程精選課件共晶白口鐵室溫組織為Le’(P+Fe3C),它保存了共晶轉變產物的形態特征。室溫下兩相的相對重量百分比為:精選課件㈥亞共晶白口鐵的結晶過程合金在1~2點間析出

。到2點，液相成分變到C點，并轉變為Le。2~3點間從

中析出Fe3CⅡ,一次

的Fe3CⅡ被共晶

襯托出來。到3點，

轉變為P.精選課件亞共晶白口鑄鐵的結晶過程精選課件亞共晶白口鐵室溫組織為P+Fe3CⅡ+Le’。室溫下組織組成物相對重量百分比為：ECFD1234N室溫下相的相對重量百分比?精選課件㈦過共晶白口鐵的結晶過程1~2點間從液相中析出Fe3C,這種滲碳體稱一次滲碳體，用Fe3CⅠ表示，呈粗條片狀。到2點，余下的液相成分變到C點并轉變為Le。DFK3Fe3C124精選課件2點以下,Fe3CⅠ成分重量不再變化,Le變化同共晶合金,其室溫組織為Fe3CⅠ+Le’。精選課件組織組成物與相組成物標注區別主要在

+Fe3C和㈧組織組成物在鐵碳合金相圖上的標注

+Fe3C

+Fe3C

+Fe3C兩個相區.

+Fe3C相區中有四個組織組成物區,

+Fe3C相區中有七個組織組成物區.精選課件FeFe3CSQPNKJHGFEDCBAA+Fe3CA+FL+AA+

L+

F

ALL+Fe3CF+Fe3CA+Fe3CⅡA+Fe3CⅡ+LeLeLe+Fe3CⅠLe’+Fe3CⅠLe’P+Fe3CⅡ+Le’P+Fe3CⅡP+FPF+Fe3CⅢC%溫度精選課件㈨含碳量對鐵碳合金組織和性能的影響⒈含碳量對室溫平衡組織的影響含碳量與緩冷后相及組織組成物之間的定量關系為：鋼鐵素體

亞共析鋼過共析鋼亞共晶白口鑄鐵過共晶白口鑄鐵共晶白口鑄鐵共析鋼白口鑄鐵二次滲碳體工業純鐵珠光體萊氏體一次滲碳體Fe3C鋼鐵分類組織組成物相對量%相組成物相對量%含碳量%00.02180.772.114.36.6910010000三次滲碳體精選課件滲碳體不易受硝酸酒精溶液的腐蝕，在顯微鏡下呈白亮色。它的顯微個組織形態很多，可呈片狀、粒狀、網狀或板狀。滲碳體的大小、形態和分布對鋼的性能有很大影響。一次滲碳體：Fe3C直接從液體中結晶出來，呈板條狀分布。二次滲碳體：Fe3C從奧氏體中析出，并沿奧氏體晶界呈網狀分布。三次滲碳體：Fe3C從鐵素體中析出，并沿鐵素體晶界呈薄片狀分布。精選課件共晶滲碳體萊氏體中的滲碳體。共析滲碳體珠光體中的滲碳體。上述滲碳體并無本質區別，其含碳量、晶體結構和本身的性質均相同。精選課件⒉含碳量對力學性能的影響亞共析鋼隨含碳量增加，P量增加，鋼的強度、硬度升高，塑性、韌性下降.0.77%C時,組織為100%P,鋼的性能即P的性能。＞0.9%C，Fe3CⅡ為晶界連續網狀，強度下降,但硬度仍上升。＞2.11%C，組織中有以Fe3C為基的Le’合金太脆.精選課件⒊含碳量對工藝性能的影響①切削性能:中碳鋼適宜②可鍛性能:低碳鋼好③焊接性能:低碳鋼好④鑄造性能:共晶鑄鐵好⑤熱處理性能:第六章介紹鑄造焊縫組織模鍛切削加工的基本形式車刨鉆銑磨精選課件第四節凝固組織及其控制1、晶粒度表示晶粒大小的尺度叫晶粒度?？捎镁Я５钠骄娣e或平均直徑表示。工業生產上采用晶粒度等級來表示晶粒大小。標準晶粒度共分八級，一級最粗，八級最細。通過100