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1、8.3 铁碳相图第 八 章第 三 节铁 碳 相 图8.3.1复杂相图分析方法先看相图中是否有稳定化合物，如有稳定化合 物，则可视为组元把相图分成几个区域，再进 行分析。根据相区接触法则，区别各相区。找出三相共存水平线，确定相变特点及转变反 应式，明确发生的转变类型。分析典型合金的结晶过程及组织时，特别注意 两相区中的成分在温度改变时将沿其相界线变 化，两相的相对量由杠杆定律确定。第 八 章第 三 节铁 碳 相 图8.3.2 铁碳合金相图 ( Iron Carbon Phase Diagram ) 8.3.2.1 Fe-C合金相图概述基本组织组织重要重要成员成员组织组织 b 0.2 kHBMN/
2、m2%J/cm2Kgf/mm2F180- 230100- 17030- 5070- 80160- 20050-80Fe3C300000800P77020- 3530- 40180第 八 章第 三 节铁 碳 相 图组织显微镜下看到的东西，是相的具 体形态，具体表现 高温铁素体 铁素体,也可用F(ferrite)表示. 奥氏体,也可用A(austenite)表示.Fe3C 渗碳体(cementite).P 珠光体(pearlite)L 莱氏体(ledeburite)第 八 章第 三 节铁 碳 相 图基本组织逐个介绍1.铁素体铁素体 ( F ) ( Ferrite ) 碳溶于碳溶于Fe中中 形成的间
3、隙固形成的间隙固 溶体。溶体。第 八 章第 三 节铁 碳 相 图2.2.奥氏体奥氏体(A)(A)- - -Austenite Austenite 碳溶于-Fe中 形成的间隙固 溶体。第 八 章第 三 节铁 碳 相 图3.3.渗碳体渗碳体(Fe(Fe3 3C) C) -CementiteCementite铁与碳形成的金 属化合物。第 八 章第 三 节铁 碳 相 图渗碳体组织金相图第 八 章第 三 节铁 碳 相 图4.珠光体 ( P ) - Pearite 铁素体和渗碳体组成的机械混合物。第 八 章第 三 节铁 碳 相 图5.莱氏体 ( Ld ) - Ledeburite 奥氏体和渗碳体组成的机械
4、混合物。第 八 章第 三 节铁 碳 相 图1.铁与碳可以形成铁与碳可以形成 Fe3C、Fe2C、FeC 等一系列化合物。等一系列化合物。2.稳定的化合物可以作为一个独的组 元。 3.Fe C 二元相图。* 铁 ( ferrite ) * 渗碳体 ( Cementite )对相图的补充说明对相图的补充说明第 八 章第 三 节铁 碳 相 图Fe C 二元相图Fe3CFe2CFeC温 度FeC (6.69%C)第 八 章第 三 节铁 碳 相 图Fe3C三条水平线 的反应式？相 分 析无相互作用无相互作用FeC弱相互作用弱相互作用 （固溶体）（固溶体） 强相互作用强相互作用Fe3C第 八 章第 三 节
5、铁 碳 相 图五个重要的成份点五个重要的成份点: P、S、E、C、K三个重要转变三个重要转变HJB：包晶反应线ECF：共晶反应线PSK(A1线)：共析反应线三条重要的特性曲线三条重要的特性曲线GS(A3线)：从奥氏体中开始析出铁素体的转变曲 线。由于它位于共析线以上，故又称为先共析铁素 体开始析出线。ES(Acm线)：碳在奥氏体中的固熔度曲线，析出 Fe3CIIPQ：碳在铁素体中的固熔度曲线，析出Fe3CIII二个重要温度二个重要温度第 八 章第 三 节铁 碳 相 图1495BHJAoCL 11484.32.113AoCLFe C7270.770.02183FoCAFe C 三个反应请说出反应
6、属于哪种类型第 八 章第 三 节铁 碳 相 图第 八 章第 三 节铁 碳 相 图铁碳合金分类工业纯铁(C0.0218%)钢(0.0218%C2.1%)亚共析钢、共析钢、过共析钢白口铸铁(2.1%C6.69%)亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁第 八 章第 三 节铁 碳 相 图典型铁碳合金的结晶过程分析工业纯铁工业纯铁( ingot iron )共析钢共析钢( eutectoid steel )亚共析钢亚共析钢( hypoeutectoid steel )过共析钢过共析钢( hypereutectoid steel )共晶白口铁共晶白口铁( eutectoid white iron )
7、亚共晶白口铁亚共晶白口铁 ( hypoeutectoid white iron )过共晶白口铁过共晶白口铁 ( hypereutectoid white iron )第 八 章第 三 节铁 碳 相 图工业纯铁工业纯铁冷却过程冷却曲线室温组织F+Fe3C(极少)显微组织性能特点强度硬度低塑性好用途软磁体冲压件等第 八 章第 三 节铁 碳 相 图第 八 章第 三 节铁 碳 相 图共析钢共析钢冷却过程室温组织P (珠光体)室温相F+Fe3C显微组织性能特点好的综合 机械性能第 八 章第 三 节铁 碳 相 图第 八 章第 三 节铁 碳 相 图亚共析钢亚共析钢冷却过程室温组织F+P室温相F+Fe3C显微
8、组织性能特点 与P含量相关第 八 章第 三 节铁 碳 相 图第 八 章第 三 节铁 碳 相 图组织组织组成物组成物:F ; Fe3CF ; P0.77-0.45 F = 100%=43% 0.77-0.020.45-0.02 P = 100% = 57% 0.77-0.02相相组成物组成物:6.69-0.45 F = 100% = 94% 6.69-0.02P = 1 WF = 57%Fe3C = 1 - WF = 6%0.020.450.776.69第 八 章第 三 节铁 碳 相 图过共析钢过共析钢冷却过程室温组织P+ Fe3CII室温相F+Fe3C显微组织性能特点 与P含量相关第 八 章第
9、 三 节铁 碳 相 图第 八 章第 三 节铁 碳 相 图共晶铸铁共晶铸铁 冷却过程 室温组织 Le 室温相 F+Fe3C 显微组织 性能特点较脆 应用少第 八 章第 三 节铁 碳 相 图第 八 章第 三 节铁 碳 相 图亚共晶铸铁亚共晶铸铁 冷却过程 室温组织 Le+P+Fe3C 室温相 F+Fe3C 显微组织 性能特点第 八 章第 三 节铁 碳 相 图第 八 章第 三 节铁 碳 相 图过共晶铸铁过共晶铸铁 冷却过程 室温组织 Le+Fe3CI 室温相 F+Fe3C 显微组织 性能特点第 八 章第 三 节铁 碳 相 图第 八 章第 三 节铁 碳 相 图Fe - Fe3C相图相图 ACDEFGS
10、PQ1148727LAL+A L+ Fe3C4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%C FeFe3C T(A+Fe3C) LdLd+Fe3C A+Ld+Fe3C FA+FA+ Fe3C(F+ Fe3C) PP+F0.77%CP+Fe3CLdLd+Fe3CP+Ld+Fe3CK共晶相图共晶相图共析相图共析相图匀晶相图匀晶相图8.4 8.4 碳碳的质量分数对铁的质量分数对铁碳合金碳合金 组织组织、性能的影响、性能的影响碳的质量分数对平衡组织的影响。碳的质量分数对平衡组织的影响。碳的质量分数对力学性能的影响。碳的质量分数对力学性能的影响。碳的质量分数对工艺性能的影响。碳的质量分数对工艺性能的影
11、响。第 八 章第 三 节铁 碳 相 图一一. .碳的质量分数对碳的质量分数对平衡组织平衡组织的影响的影响第 八 章第 三 节铁 碳 相 图组织与C%关系工业纯铁，除少量的Fe3CIII外，全为F。对亚共析钢，随C%增加，F%降低，P%增加对过共析钢，随C%增加，P%降低，Fe3CII增 加对亚共晶白口铁，随C%增加，Fe3CII降低， Le增加对过共晶白口铁，随C%增加，Le降低， Fe3CI增加第 八 章第 三 节铁 碳 相 图二二. .碳的质碳的质 量分数对量分数对 力学性能力学性能 的影响的影响第 八 章第 三 节铁 碳 相 图第 八 章第 三 节铁 碳 相 图三三. .碳的质量分数碳的质量分数对对工艺性能工艺性能的影响的影响对对切削加工性能切削加工性能的影响。的影响。中碳钢切削加工性能好中碳钢切削加工性能好对对铸造性能铸造性能的影响。的影响。C%4.3%，流动性好，收缩小。，流动性好，收缩小。对对锻造性能锻造性能的影响。的影响。C%0.25%，变形阻力小。，变形阻力小。第 八 章第 三 节铁 碳 相 图
