复习复习n相n组织组成物nFe-Fe3C相图n工业纯铁的结晶过程分析n点n线n相区 ABCDEFGHJNKP PSQLγαδ 工业纯铁工业纯铁室温相：Ｆ室温相：Ｆ+Fe3C室温组织：Ｆ室温组织：Ｆ+Fe3CⅢ组织特点： 在缓慢冷却条件下，组织特点： 在缓慢冷却条件下，Fe3CⅢ以断续以断续沿Ｆ晶界析出沿Ｆ晶界析出 钢的结晶过程分析 ABEGHJNP PSQ1231233’时间时间温温度度2、共析钢ＬＬPＬＬ→γγ→α+Fe3Cγ 共析钢的组织为共析钢的组织为 P，是Ｆ和Ｆ，是Ｆ和Ｆe3C的的机械混合物机械混合物 ABEGHJNP PSQ3 、亚共析钢wC=0.4%123451235’时间时间温温度度2’45ＬＬＬＬ→Ｌ＋Ｌ＋ →γＬＬ→γγγ→αγ→Pα+P •亚共析钢的室温组织• α＋Ｐ•亚共析钢的室温相• α＋Ｆe3CαP 相分数、组织分数EGP PSQKrr’K’室温下有α＋Fe3C两个相室温下有α＋P两种组织 ABEGHJNP PSQ4、过共析钢wC=1.2%123412344’时间时间温温度度LL→γγγ→Fe3CIIγ→PP+Fe3CII •过共析钢的室温组织过共析钢的室温组织• ＦＦe3CⅡ＋Ｐ＋Ｐ•亚共析钢的室温相亚共析钢的室温相• Ｆ＋ＦＦ＋Ｆe3CPFe3CII 相分数、组织分数EGP PSQKrr’K’室温下有α＋Fe3C两个相室温下有P+Fe3CII两种组织 钢的金相组织钢的金相组织n 共析钢的金相组织共析钢的金相组织n 珠光体珠光体 (P)n 亚共析钢的金相组织亚共析钢的金相组织 n 铁素体铁素体+ +珠光体珠光体(α+P)(α+P)n 过共析钢的金相组织过共析钢的金相组织n 珠光体珠光体+渗碳体渗碳体(P+Fe3CII)钢在室温下有两个相：钢在室温下有两个相：α＋＋Fe3C 工业纯铁及钢的金相组织 工业纯铁及钢的金相组织 白口铸铁的结晶过程分析 5、共晶白口铸铁CDEFK12ＬＬＬＬ→γ＋＋Fe3CＬＬdγ ＋＋Fe3C+Fe3CⅡⅡ γ→PL’d (P+ Fe3C+Fe3CⅡ)温温度度时间时间11’22’ 共晶白口铁的高温组织为共晶白口铁的高温组织为Ld γ+ＦＦe3C(共晶共晶)+Fe3CⅡⅡ共晶白口铁的室温组织为共晶白口铁的室温组织为L’d ＰＰ+ＦＦe3C(共晶共晶)+Fe3CⅡ CDEFK6、亚共晶白口铸铁wC=3.0%123时间时间温温度度122’33’γ →Fe3CIIL’d+P+Fe3CIILL→γL+ γ → γ + Ldγ →P •亚共晶白口铁的高温组织亚共晶白口铁的高温组织• Ld+γ+Fe3CⅡ•亚共晶白口铁的室温组织亚共晶白口铁的室温组织• L’d+P+Fe3CⅡL’dP 相及组织组成物质量分数ABCDEFGHJNKP PSQ1234K’室温下共有两个相：α＋Fe3C ABCDEFGHJNKP PSQ1234K’室温下有三种组织L’d+P+Fe3CIIL’d来自Ld, P和Fe3CII来自γE’ CDEFK7、过共晶白口铸铁wC=5.0%123ＬＬd’＋＋Fe3CⅠ温温度度时间时间122’33’ＬＬＬＬ→Fe3CⅠＬＬ→ＬＬdLd(γ →Fe3CII)L’d (γ →P) •过共晶白口铁的高温组织过共晶白口铁的高温组织• ＬＬd＋＋Fe3CⅠ•过共晶白口铁的室温组织过共晶白口铁的室温组织 • L’d＋＋ Fe3CⅠL’dFe3CI 相及组织物分数相及组织物分数ABCDEFGHJNKP PSQ1234K’室温下共有两个相：α＋Fe3C室温下有两种组织：L’d+Fe3CI 白口铸铁的相及组织白口铸铁的相及组织•共晶白口铁的金相组织共晶白口铁的金相组织•L’d =P + Fe3CⅡ + Fe3C(共晶）共晶）•亚共晶白口铁的金相组织亚共晶白口铁的金相组织• P + Fe3CⅡ + L’d P + Fe3CⅡ + L’d •过共晶白口铁的金相组织过共晶白口铁的金相组织• Fe3CI + L’d•白口铸铁的室温相为• α+Fe3C 白口铁的金相组织白口铁的金相组织 四、含碳量对组织及性能的影响四、含碳量对组织及性能的影响（一〕对平衡组织的影响（一〕对平衡组织的影响将Fe-Fe3C相图中的相区按组织组成物填写组织组成物相图： 组织组成物相图组织组成物相图F+Fe3CIIIA+FFδL+ δδ +AALL+ AL + Fe3CⅠA+Fe3CⅡA+Fe3CⅡ+LdFe3CⅠ+LdLdP+Fe3CⅡ+Ld′Fe3CⅠ+Ld′L’dF + PP+Fe3CⅡPFe3C •wC↑,组织发生相应改变组织发生相应改变P工业纯铁工业纯铁钢钢白口铸铁白口铸铁 成份 wC %组织特征 0.02 0.77 2.11 4.3 6.69 高温固体组织为单相A 有莱氏体组织工业纯铁钢白口铸铁亚共析 过共析亚共晶过共晶组织组成物相对量 %相组成物相对量 %FPLdFe3CFFe3CIIFe3CI•wC↑,Fe3C的数量的数量↑ •wC↑,Fe3C的形态会发生变化的形态会发生变化Fe3CIII(薄片状) →共析Fe3C (层片状) → Fe3CII(网状) →共晶Fe3C(连续基体)→ Fe3CI (粗大片状) (二) 对性能的影响•强度和硬度↗ •塑性、韧性↘vFe3C是钢中的强化相，当渗碳体与F基体组成P时，随其含量↗ v当渗碳体以网状〔Fe3CII）、特别是作为基体〔共晶Fe3C〕或以板条粗针状〔Fe3CI〕分布于Ld上时•塑韧性下降•强度也会下降。
HBσbAk0.20.40.60.81.01.21.4HBσbδ、 ψAkwC %δψ 设计选材设计选材五、五、 铁碳合金相图的应用铁碳合金相图的应用铁碳合金的性能是随含碳量而变化的，根据零件的性能要求，可以确定铁碳合金的成分范围塑性、韧性低碳钢 wC%(0.10,0.25)塑性、韧性、强度中碳钢 wC%(0.25,0.60)硬度、耐磨性高碳钢 wC%(0.60,1.30) 制定热加工工艺制定热加工工艺铸造工艺：确定浇注温度锻造工艺：确定锻造温度焊接工艺：分析HAZ的组织和性能热处理工艺：是制订热处理工艺的基础 六、合金性能与相图的关系六、合金性能与相图的关系成分成分性性能能1〕力学性能与物理性能〕力学性能与物理性能成分成分温温度度ＬＬ Ｌ＋Ｌ＋强度强度电导率电导率 2)工艺性能工艺性能•铸造铸造•压力加工压力加工•焊接性焊接性•切削加工性能切削加工性能•热处理热处理 AB温度AB流动性B缩孔体积AAB温度AB流动性AB缩孔体积分散集中分散集中 第四节第四节 钢中杂质元素对钢性能的影响钢中杂质元素对钢性能的影响•硅、锰•硫、磷•氢、氮、氧 一、硅和锰的影响溶溶入入铁铁素素体体中中，，产产生生固固溶溶强强化作用，提高钢的强、硬度化作用，提高钢的强、硬度少量少量有利有利形形成成SiO2及及MnS，，形形成成夹夹杂杂物，降低钢的性能物，降低钢的性能较多较多有害有害硅和锰是钢中的脱氧剂 二、硫和磷的影响是炼钢的原料中带来的，是钢中的有害元素硫S不 溶 于 Fe, 而 形 成 FeS熔 点1190℃，且FeS与γ-Fe会形成低熔点〔989℃）共晶体，分布在奥氏体晶界上。
热加工时，共晶体熔化，沿奥氏体晶界开裂―热脆 适当增加钢的含Mn量，可使S优先与Mn结合生成高熔点〔1620℃）的MnS，可避免热脆但MnS会降低钢的塑韧性，常成为裂纹源磷磷可固溶于铁素体中，提高钢的强度，但剧烈降低钢的塑韧性，特别是使钢低温下变脆―冷脆且磷在钢中偏析严重硫、磷均会降低钢的焊接性钢中要严格控制硫、磷含量 普通钢优质钢高级优质钢wS ≤0.035~0.050% wP ≤0.035~0.045%wS ≤0.030~0.035% wP ≤0.030~0.035%wS ≤0.020% wP ≤0.030% •适当增加硫、磷含量适当增加硫、磷含量• (wS=0.18~0.35%,wP=0.08~0.15%)• 可提高钢的切削加工性能，适于可提高钢的切削加工性能，适于一些强度要求不高的标准件的批量生一些强度要求不高的标准件的批量生产；产；•磷可增加钢在大气中的耐腐蚀性能，磷可增加钢在大气中的耐腐蚀性能，同时在钢中加入同时在钢中加入RE、、Ti抑制冷脆抑制冷脆• 如国产如国产Cu-P-RE, Cu-P-Ti钢钢 三、钢中气体的影响氢微量的氢〔0.5～3mL/100g〕就可引起“氢脆”，使钢的塑韧性显著下降，甚至产生微裂纹。
氢是引起焊接接头延迟裂纹的重要因素 氮固溶于铁素体中产生“应变时效”，增加钢的脆性氮应变时效：冷塑性变形后在室温放置或加热一定时间后钢的强度增加，塑性韧性降低的现象钢中若含有Al、V、Ti、Nb等元素，可与N形成细小弥散的氮化物，可细化晶粒，提高强度。