文档介绍：§§22——3 3 铁碳合金相图铁碳合金相图?铁碳合金相图(状态图、平衡图)反映的是在平衡条件下(极其缓慢加热或冷却)铁碳合金的成分、组织和性能之间的关系及其变化规律。一、铁碳合金的基本组织1、铁素体(F):碳溶在α—Fe中形成的间隙固溶体,存在低于727℃的温度下。2、奥氏体(A):碳溶在γ—Fe中形成的间隙固溶体,存在的最低温度为727℃3、渗碳体(Fe3C):它是铁和碳的化合物。硬度很高,塑性很差,是一个硬脆组织,在钢中起强化作用铁碳合金的基本组织4、珠光体(P):铁素体和渗碳体的机械混合物。存在低于727℃的温度下。5、莱氏体(Ld):%的液态合金缓冷到1148℃时,从液态合金中同时结晶出奥氏体和渗碳体的机械混合物。其性脆硬,不易切削和锻造。二、铁碳合金相图二、铁碳合金相图?%的铁碳合金统称为钢,%的铁碳合金统称为生铁。纯铁俗称熟铁。§§22——4 4 碳碳钢钢?碳钢除了铁和碳以外,还含有锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(p)、氧(O)、氮(N)等元素。一、碳及杂质对钢性能的影响碳对钢组织及性能的影响:钢的强度、硬度随着含碳量的增加而增大,而塑性、韧性则降低。%。锰的影响:降低钢的脆性;改善钢的热加工性能;对钢有一定的强化作用。硅的影响:降低钢的脆性;提高钢的强度;硫的影响:降低钢的塑性;在800℃~1000℃时,因FeS塑性差而使钢有脆性;在1000℃~1200℃进行锻压加工时会产生热脆现象。磷的影响:在室温下降低钢的塑性、韧性,产生冷脆现象;降低焊接性能;提高切削性能。碳及杂质对钢性能的影响二、碳钢的分类、牌号及用途二、碳钢的分类、牌号及用途碳钢的分类和用途根据含碳量不同分为1、低碳钢(≤%C)2、中碳钢(>~%C)3、高碳钢(>%C)根据质量和用途分为1、碳素结构钢(%~%C,≤,≤%S),用途:扎制成板材、型材2、优质碳素结构钢(≤%P,≤%S),用途:主要用于较重要的零件,一般经过热处理。用途:齿轮、套筒、轴、弹簧、轧辊3、碳素工具钢(>%C),用途:由于在淬火和低温回火后有很高的硬度和耐磨性,用来制造***、量具和模具。用途:钢丝钳、手锤、冲模、锯条、锉刀碳钢的牌号碳素结构钢的牌号组成:由钢材屈服点的字母(Q)、屈服点值、质量符号(A、B、C、D)、脱氧方法(F、b、Z、TZ)四部分组成。优质碳素结构钢:由两位数字组成,代表钢中平均含碳量的万分数(%)。碳素工具钢:用“碳(T)”+数字表示,数字表示钢中平均含碳量的千分数(%)。沸腾钢是脱氧不完全的钢,浇铸后在钢液冷却时有大量一氧化碳气体外逸,引起钢液剧烈沸腾。沸腾钢内部杂质和夹杂物多,化学成分和力学性能不够均匀、强度低、冲击韧性和可焊性差,但生产成本低,可用于一般地建筑结构。镇静钢是指在浇铸时,钢液平静地冷却凝固,基本无一氧化碳气泡产生,是脱氧较完全的钢。钢质均匀密实,品质好,但成本高。镇静钢可用于承受冲击荷载地重要结构。 此外,还有比镇静钢脱氧程度还要充分彻底的钢,其质量最好,称特殊镇静钢,其使用于特别重要的结构工程。脱氧程度与质量介于镇静钢和沸腾钢之间的钢,称为半镇静钢,其质量较好。Q235-AF,%—%45钢,%T10钢,含碳1%T10A(高)§2—5 钢的热处理1、钢的热处理:将钢在固态下加热、保温和冷却,以改变其组织,从而获得所需性能的一种工艺方法。(不改变零件的尺寸和形状,而是改变零件的组织和性能。)2、热处理工艺曲线:把热处理过程用温度—时间坐标图形来表示。表面热处理:退火普通热处理正火淬火回火3、热处理分类表面淬火和表面化学热处理(渗碳、氮化等)一、钢的热处理机理1、转变温度Ac1(>A1),共析钢转变为单一的奥氏体的温度Ac3(>A3),m(>Acm),过共析钢转变为单一的奥氏体的温度(一)钢在加热时的转变钢只有呈奥氏体状态,然后通过不同的冷却方式,使奥氏体转变为不同的组织,从而获得所需的性能。2、奥氏体的形成以共析钢为例,共析钢加热到Ac1温度以上时,先形成奥氏体晶核,铁铁素体向奥氏体转变,渗碳体不断向奥氏体中溶解,当渗碳体完全溶解后,再保温一段时间,通过扩散转变为成分单一均匀的奥氏体。3、奥氏体晶粒大小细小奥氏体晶粒(初始)晶粒长大加热温度升高或高温下延长保温时间等温转变连续冷却转变(二)奥氏体冷却时的转变将奥氏体迅速冷却到临界点以下给定的温度进行保温,使其在该温度下进行转变将奥氏体以某种速度连续冷却,使其在临界点以下的不同温度进行转变2、过冷奥氏体等温冷却转变1、奥氏体冷却时的转变方式(1)共析钢过冷奥氏体的等温