文档介绍：1 Fe α Fe γ Fe δ C912 C1394 C1538 0 0 0???????????????纯铁液体体心立方晶格面心立方晶格体心立方晶格第五章铁碳合金相图及碳素钢※一铁碳合金中的相与基本组织一Fe的同素异晶转变及晶格结构铁的同素异晶转变金属在固态下发生的晶格结构的转变叫同素异晶(构)转变。金属的同素异构转变也是一种结晶过程, 有一定的转变温度和过冷度;也有晶核的形成和长大两个阶段。故同素异构转变又称为重结晶。铁的同素异构转变如下所示。 2 碳在δ-Fe 中的固溶体称δ-铁素体,用δ表示。都是体心立方间隙固溶体。铁素体的溶碳能力很低, 在727 ℃时最大为 % ,室温下仅为 % 。铁素体的组织为多边形晶粒,性能与纯铁相似。铁素体组元: Fe、Fe 3C相 1 铁素体: 碳在?-Fe 中的固溶体称铁素体, 用F 或?表示。二铁碳合金中的相 3 2 奥氏体碳在?-Fe 中的固溶体称奥氏体。用 A或?表示。是面心立方晶格的间隙固溶体。溶碳能力比铁素体大, 1148 ℃时最大为 % 。组织为不规则多面体晶粒,晶界较直。强度低、塑性好,钢材热加工都在?。奥氏体 4 3 渗碳体: 即Fe 3C, 含碳 % Fe 3C硬度高、强度低(? b?35MPa ), 脆性大, 塑性几乎为零 Fe 3C是一个亚稳相,在一定条件下可发生分解: Fe 3C→3Fe+C( 石墨), 该反应对铸铁有重要意义。由于碳在?-Fe 中的溶解度很小,因而常温下碳在铁碳合金中主要以 Fe 3C或石墨的形式存在。铸铁中的石墨钢中的渗碳体 5 1 珠光体 P: 珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物。其显微组织如图,珠光体强度较高,塑性、韧性和硬度介于渗碳体和铁素体之间。图珠光体的显微组织三铁碳合金中的基本组织 6 2 莱氏体 Ld 莱氏体在 727 0C以上, 由奥氏体与渗碳体组成的机械混合物,称为高温莱氏体 Ld;在727 0C 以下, 该组织转变为由珠光体与渗碳体组成的机械混合物, 称为低温莱氏体 Ld ’。其显微组织如图,其力学性能与渗碳体相似,硬度较高, 脆性较大。图莱氏体的显微组织 7 一Fe-C 相图与 Fe-Fe 3C相图铁碳合金—碳钢和铸铁,是工业应用最广的合金。含碳量为 % ~% 的称钢;含碳量为 % ~% 的称铸铁。铁和碳可形成一系列稳定化合物: Fe 3C、Fe 2C、FeC , 它们都可以作为纯组元看待。含碳量大于 Fe 3C成分( % )时,合金太脆,已无实用价值。实际所讨论的铁碳合金相图是 Fe- Fe 3C相图。※二铁碳合金相图 8 铁碳合金相图:表示在平衡状态下铁碳合金的化学成分、相、组织与温度的关系图。利用它可以研究钢和铸铁的内部组织及其变化规律,从而为更好的利用它们,并为制定热处理、压力加工等工艺规程打下基础。在工程中一般研究的铁碳合金状态图实际上都是铁与渗碳体两组元构成的状态图, 如图所示。 9 10 点: 14个线: 两条磁性转变线;三条等温转变线;其余三条线: GS,ES,PQ 相区: 5个单相区, 7个两相区, 3个三相区。相图标注:相组成物标注的相图; 组织图标注:组织组成物标注的相图。二Fe-Fe 3C相图分析