文档介绍：201 1年1月6日热处理工艺培训第一章:金属材料及金属学基础一、金属材料分类 1、黑色金属以铁、锰、铬为代表形成的具有金属特性的物质。 2、有色属:铜、铝、镁、钛及其合金。二、金属材料性能 1、金属材料的使用性能:强度、塑性、硬度( HB 、 HRC 、 HV) 、韧性、疲劳强度。 2、金属材料工艺性能:铸造性能、压力加工性能、焊接性能、切削加工性能、热处理性能。二、 Fe-Fe 3C相图温度℃碳含量ω(C) %含义 A 1538 0纯铁的熔点 B 1495 包晶转变时液态合金的成分 C 1148 共晶点 L c → A E +Fe 3C D 1227 Fe 3C的熔点 E 1148 碳在γ-Fe 中的最大溶解度 F 1148 Fe 3C的成分 G 912 0 α-Fe →γ-Fe 同素异构转变点(A 3) H 1495 碳在δ-Fe 中的最大溶解度 J 1495 包晶点 L B + δ H→ A J K 727 Fe 3C的成分 N 1394 0 γ-Fe →δ-Fe 同素异构转变点(A 4) P 727 碳在α-Fe 中的最大溶解度 S 727 共析点(A 1 ) A S→ F P +Fe 3C Q 600 20 600 20 ℃时碳在α-Fe 中的溶解度(一).铁碳合金的组元 1. Fe 过渡族元素,熔点为 1538 ℃, 相对密度是 , 继续冷却到 1394 ℃及 912 ℃时, b 180 ~ 230 MPa σ 100 ~ 170 MPa δ 30% ~ 50% ψ 70% ~ 80% a k × 10 6~2× 10 6 J/m 2 硬度 50 ~ 80 HB 2. Fe 3C Fe 3C是 Fe 与C的一种具有复杂结构的间隙化合物, 通常称为渗碳体, 用 Cm 表示。渗碳体的机械性能抗拉强度σ b延伸率δ断面收缩率ψ冲击韧度 a k硬度 30 MPa 0 0 0 800 HB Fe3C 渗碳体根据生成条件不同有条状、网状、片状、粒状等形态, 对铁碳合金的机械性能有很大影响. (二).铁碳相图中的单相区 1. 液相(L) 区液相 L是铁与碳的液溶体. 2. δ相区δ相为高温铁素体,是碳在δ-Fe 中的间隙固溶体,呈体心立方晶格,在 1394 ℃以上存在,在 1495 ℃时溶碳量最大,为 %. , 用符号 F或α表示, 是碳在α-Fe 中的间隙固溶体, ,室温时约为 %, 在 727 ℃时溶碳量最大, 为 %. 4. γ相区γ相常称奥氏体,用符号 A或γ表示,是碳在γ-Fe 中的间隙固溶体,,在 1148 ℃时溶碳量最大达 %. 5. Fe3C 相区 Fe3C 相是一个化合物相. (三).Fe-Fe3C 相图中的三相区 1. 水平线 HJB( 包晶反应线), J为包晶点. % <w( C) < % 的铁碳合金在平衡结晶过程中均发生包晶反应:L + δ = γ (1495 ℃). 2. 水平线 ECF( 共晶反应线), C点为共晶点. % <w( C) < % 之间的铁碳合金, 在平衡结晶过程中均发生共晶反应:L = Le( γ +Fe 3 C ) (1148 ℃ ).共晶反应的产物是奥氏体与渗碳体的共晶混和物, 称莱氏体, 以符号 Le 表示. PSK( 共析反应线), % <w( C) < % 的铁碳合金, 在平衡结晶过程中均发生共析反应:γ =P( α+Fe 3 C) (727 ℃). 共析反应的产物是铁素体与渗碳体的共析混合物, 称珠光体, 以符号 P表示. (四).特性曲线 GS 线又称 A3 线,是在冷却过程中,由A析出 F的开始线. ES 线是碳在 A中的固溶线, 通常叫做 Acm 线。由于在 1148 ℃时A中溶碳量最大可达 %, 而在 727 ℃时仅为 %, 因此碳质量分数大于 % 的铁碳合金自 1148 ℃冷至 727 ℃的过程中, 将从 A中析出 Fe3C II。Acm 线亦为从 A中开始析出 Fe3C II的临界温度线。 PQ 线是碳在 F