1、1ppt课件u工程材料大多数使用的是铁碳合金。工程材料大多数使用的是铁碳合金。u熟悉并合理地选用铁碳合金熟悉并合理地选用铁碳合金,必须了解铁碳合金的成份必须了解铁碳合金的成份、组织组织、性能之间的关系。性能之间的关系。uF-FeF-Fe3 3C C状态图状态图(相图相图)是研究这一问题重要工具。是研究这一问题重要工具。2ppt课件 了解铁碳合金的基本组织了解铁碳合金的基本组织 了解了解Fe-FeFe-Fe3 3C C相图上特性点相图上特性点、线线、区意义区意义 掌握铁碳合金成份掌握铁碳合金成份、组织和性能之间关系组织和性能之间关系 Fe-FeFe-Fe3 3C C状态图状态图 铁碳合金的室温组
2、织铁碳合金的室温组织第一节第一节 铁碳合金的基本组织铁碳合金的基本组织第二节第二节 铁碳合金状态图铁碳合金状态图3ppt课件 第一节第一节 铁碳合金的基本组织铁碳合金的基本组织 铁与碳相互作用铁与碳相互作用,在固态下有五种基本组织在固态下有五种基本组织碳溶在碳溶在-Fe-Fe中形成的固溶体。中形成的固溶体。在在727727时溶碳量最大时溶碳量最大,为为0.02180.0218wC C 强度强度、硬度低硬度低,塑性塑性、韧性好。韧性好。(与纯铁相似与纯铁相似)u铁素体（铁素体（F F）u奥氏体（奥氏体（A A）u渗碳体（渗碳体（FeFe3 3C C）u珠光体（珠光体（P P）u莱氏体（莱氏体（L
3、 Ld d）铁铁素素体体显显微微组组织织4ppt课件碳溶在碳溶在-Fe-Fe中形成固溶体。中形成固溶体。是高温组织是高温组织,存在于存在于727727以上。以上。在在11481148时溶碳量最大时溶碳量最大,为为2.112.11wc塑性很好塑性很好,是绝大多数钢进行压力加工理想组织。是绝大多数钢进行压力加工理想组织。奥奥氏氏体体显显微微组组织织u铁素体（铁素体（F F）u奥氏体（奥氏体（A A）u渗碳体（渗碳体（FeFe3 3C C）u珠光体（珠光体（P P）u莱氏体（莱氏体（L Ld d）第一节第一节 铁碳合金的基本组织铁碳合金的基本组织 铁与碳相互作用铁与碳相互作用,在固态下有五种基本组织
4、在固态下有五种基本组织5ppt课件由由FeFe与与C C形成金属化合物形成金属化合物,6.69,6.69wc(固定固定)复杂斜方晶体结构。复杂斜方晶体结构。硬度高硬度高、脆性大脆性大,塑性塑性、韧性极低韧性极低,无法单独使用无法单独使用,主要作为铁碳合金中的强化相。主要作为铁碳合金中的强化相。是亚稳定的相是亚稳定的相,在一定条件下分解为在一定条件下分解为F F和石墨。和石墨。u铁素体（铁素体（F F）u奥氏体（奥氏体（A A）u渗碳体（渗碳体（FeFe3 3C C）u珠光体（珠光体（P P）u莱氏体（莱氏体（L Ld d）第一节第一节 铁碳合金的基本组织铁碳合金的基本组织 铁与碳相互作用铁与碳
5、相互作用,在固态下有五种基本组织在固态下有五种基本组织渗渗碳碳体体晶晶体体结结构构6ppt课件由铁素体与由铁素体与FeFe3 3C C形成的层片状的机械混合物。形成的层片状的机械混合物。含碳量含碳量:0.77:0.77wc(固定固定)具有良好综合力学性能。具有良好综合力学性能。(介于介于F F与与FeFe3 3C C之间之间)珠珠光光体体显显微微组组织织u铁素体（铁素体（F F）u奥氏体（奥氏体（A A）u渗碳体（渗碳体（FeFe3 3C C）u珠光体（珠光体（P P）u莱氏体（莱氏体（L Ld d）第一节第一节 铁碳合金的基本组织铁碳合金的基本组织 铁与碳相互作用铁与碳相互作用,在固态下有五
6、种基本组织在固态下有五种基本组织7ppt课件是机械混合物是机械混合物,它又分为：它又分为：高温莱氏体高温莱氏体(L Ld d):727):7271148,1148,L Ld d=A=AFeFe3 3C C 低温莱氏体低温莱氏体(L L d d):727):727以下以下,L L d d=P=PFeFe3 3C C硬度高硬度高、塑性差。塑性差。(与与FeFe3 3C C相似相似)低低温温莱莱氏氏体体显显微微组组织织 第一节第一节 铁碳合金的基本组织铁碳合金的基本组织 铁与碳相互作用铁与碳相互作用,在固态下有五种基本组织在固态下有五种基本组织u铁素体（铁素体（F F）u奥氏体（奥氏体（A A）u渗
7、碳体（渗碳体（FeFe3 3C C）u珠光体（珠光体（P P）u莱氏体（莱氏体（L Ld d）8ppt课件第二节第二节 铁碳合金状态图铁碳合金状态图一、一、Fe-FeFe-Fe3 3C C相图分析相图分析 二、铁碳合金分类二、铁碳合金分类三、碳对铁碳合金组织和性能的影响三、碳对铁碳合金组织和性能的影响 四、四、Fe-FeFe-Fe3 3C C状态图的应用状态图的应用u在在T0T0的条件下制成的。的条件下制成的。u研究碳含量在研究碳含量在0 06.696.69之间的铁碳合金。之间的铁碳合金。u是简易的是简易的Fe-FeFe-Fe3 3C C状态图。（又称相图）状态图。（又称相图）u它是选择材料和
8、制定热加工工艺重要依据。它是选择材料和制定热加工工艺重要依据。9ppt课件一、一、Fe-FeFe-Fe3 3C C相图分析相图分析 1 1、建立、建立Fe-FeFe-Fe3 3C C相图相图:采用热分析方法。采用热分析方法。第二节第二节 铁碳合金状态图铁碳合金状态图10ppt课件第二节第二节 铁碳合金状态图铁碳合金状态图一、一、Fe-FeFe-Fe3 3C C相图分析相图分析 2 2、Fe-FeFe-Fe3 3C C相图简介相图简介 11ppt课件主要特性点主要特性点第二节第二节 铁碳合金状态图铁碳合金状态图一、一、Fe-FeFe-Fe3 3C C相图分析相图分析 2 2、Fe-FeFe-Fe
9、3 3C C相图简介相图简介 12ppt课件主要特性线主要特性线第二节第二节 铁碳合金状态图铁碳合金状态图一、一、Fe-FeFe-Fe3 3C C相图分析相图分析 2 2、Fe-FeFe-Fe3 3C C相图简介相图简介 13ppt课件u4 4个单相区个单相区:L:L、A A、F F、FeFe3 3C C u5 5个双相区个双相区:L+A:L+A、L+FeL+Fe3 3C C、A+FA+F、A+FeA+Fe3 3C C、F+FeF+Fe3 3C C相区分析相区分析 第二节第二节 铁碳合金状态图铁碳合金状态图一、一、Fe-FeFe-Fe3 3C C相图分析相图分析 2 2、Fe-FeFe-Fe3
10、 3C C相图简介相图简介 14ppt课件6.69%C32.11%C4.3%CC11484.3%CCFeALdL0 u共晶线共晶线(ECFECF线线)凡凡2.112.116.696.69wc的铁碳合的铁碳合金冷却到此线时金冷却到此线时(1148(1148),),都都将发生共晶反应将发生共晶反应,结晶出结晶出L Ld d。u共晶点共晶点(C(C点点)温度温度11481148、成分成分4.34.3wc c第二节第二节 铁碳合金状态图铁碳合金状态图一、一、Fe-FeFe-Fe3 3C C相图分析相图分析3 3、共晶转变、共晶转变、共析转变共析转变共晶转变共晶转变:合金在一定条件合金在一定条件(温度温
11、度、成分成分),),由液体中同时由液体中同时结晶出两种不同晶体结晶出两种不同晶体,形成一种特殊的共晶体组织转变。形成一种特殊的共晶体组织转变。即即:15ppt课件6.69%C30.02%C0.77%C7270.77%CCFeFPA0 C第二节第二节 铁碳合金状态图铁碳合金状态图一、一、Fe-FeFe-Fe3 3C C相图分析相图分析3 3、共晶转变、共晶转变、共析转变共析转变共析转变共析转变:合金合金在一定在一定条件条件(温度温度、成分成分)下下,由由一种固相一种固相转变成另外两个固相的机械混合物的过程。即：转变成另外两个固相的机械混合物的过程。即：u共析线共析线(PSK(PSK线线)凡凡0.
12、020.026.696.69wc的铁碳合的铁碳合金金,冷却到此线时冷却到此线时(727),(727),都都将发生共析反应将发生共析反应,从奥氏体中从奥氏体中结晶出珠光体。结晶出珠光体。u共析点共析点:（S S点）点）温度温度727727、成分成分0.770.77wc c16ppt课件P P3939简答题五简答题五1 1、0.40.4wc、1.21.2wc铁碳合金从液态冷至室温结晶过程。铁碳合金从液态冷至室温结晶过程。典型铁碳合金结晶过程分析典型铁碳合金结晶过程分析17ppt课件亚共析钢组织转变过程示意图亚共析钢组织转变过程示意图典型铁碳合金结晶过程分析典型铁碳合金结晶过程分析P P3939简答
13、题五简答题五0.40.4wc铁碳合金结晶过程。铁碳合金结晶过程。18ppt课件u室温组织室温组织 铁素体与珠光体铁素体与珠光体(F(FP)P)u室温显微组织室温显微组织（见图）（见图）u材料性能材料性能 介于铁素体和珠光体之间。介于铁素体和珠光体之间。4040钢的显微组织钢的显微组织典型铁碳合金结晶过程分析典型铁碳合金结晶过程分析P P3939简答题五简答题五0.40.4wc铁碳合金结晶过程。铁碳合金结晶过程。19ppt课件过共析钢组织转变过程示意图过共析钢组织转变过程示意图典型铁碳合金结晶过程分析典型铁碳合金结晶过程分析P P3939简答题五简答题五1.21.2wc铁碳合金结晶过程。铁碳合金
14、结晶过程。20ppt课件T12T12钢的显微组织钢的显微组织u室温组织室温组织 渗碳体与珠光体渗碳体与珠光体(Fe(Fe3 3C CP)P)u室温显微组织室温显微组织（见图）（见图）u材料性能材料性能 介于珠光体和渗碳体之间。介于珠光体和渗碳体之间。典型铁碳合金结晶过程分析典型铁碳合金结晶过程分析P P3939简答题五简答题五1.21.2wc铁碳合金结晶过程。铁碳合金结晶过程。21ppt课件二、铁碳合金分类二、铁碳合金分类 铁碳合金按碳的质量分数和室温组织的不同分类铁碳合金按碳的质量分数和室温组织的不同分类第二节第二节 铁碳合金状态图铁碳合金状态图22ppt课件白口铸铁白口铸铁2 2.1111
15、wc6 6.6969铁铁碳碳合合金金工业纯铁工业纯铁wc0 0.02180218钢钢0 0.0202wc2 2.1111亚共析钢亚共析钢0 0.0202wc0 0.7777共析钢共析钢wc=0 0.7777过共析钢过共析钢0 0.7777wc2 2.1111亚共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁2 2.1111wc4 4.3 3过共晶白口铸铁过共晶白口铸铁4 4.3 3wc6 6.6969共晶白口铸铁共晶白口铸铁wc=4 4.3 3第二节第二节 铁碳合金状态图铁碳合金状态图二、铁碳合金分类二、铁碳合金分类 23ppt课件第二节第二节 铁碳合金状态图铁碳合金状态图三、碳对铁碳合金组织和性能的影响三、碳对铁
16、碳合金组织和性能的影响 1 1、碳含量对平衡组织的影响、碳含量对平衡组织的影响24ppt课件三、碳对铁碳合金组织和性能的影响三、碳对铁碳合金组织和性能的影响 2 2、碳含量对力学性能的影响、碳含量对力学性能的影响随着随着wc增加增加:u硬度硬度(HB)(HB):增加。增加。u塑性塑性(、):降低。降低。u韧性韧性(A(AK K):下降。下降。u强度强度（）:在在0.90.9wc处最大处最大,随后迅速下降。随后迅速下降。第二节第二节 铁碳合金状态图铁碳合金状态图25ppt课件四、四、Fe-Fe3CFe-Fe3C状态图的应用状态图的应用u在选材方面的应用在选材方面的应用 作为配制合金作为配制合金、
17、合理选材合理选材、制定工艺的依据。制定工艺的依据。u在热加工方面的应用在热加工方面的应用 铸造铸造:选择共晶成份附近含量的合金。选择共晶成份附近含量的合金。锻造锻造:选择加热选择加热、锻打的温度范围。锻打的温度范围。思考题思考题五五:焊接焊接:wc,焊接性变差。焊接性变差。热处理热处理:制定加热工艺等。制定加热工艺等。u相图的局限性相图的局限性 实际生产是在实际生产是在T0T0的条件下进行的的条件下进行的,相应线相应线、组织组织 都会发生变化都会发生变化,故故F-FeF-Fe3 3C C相图是作参考来用。相图是作参考来用。第二节第二节 铁碳合金状态图铁碳合金状态图26ppt课件P39 P39
18、简答题五简答题五:(2):(2)把把0.450.45wc的钢和白口铸铁都加热到高温的钢和白口铸铁都加热到高温(1000(100012001200),),能否进行锻造能否进行锻造?为什么为什么?27ppt课件0.450.45wc钢钢:可以锻造。可以锻造。因为将其加热到因为将其加热到1000100012001200时组织为单相奥氏体时组织为单相奥氏体,热塑性良好热塑性良好,因此用较小外力可使坯料发生较大变形。因此用较小外力可使坯料发生较大变形。P39 P39 简答题五简答题五:(2):(2)把把0.450.45wc的钢和白口铸铁都加热到高温的钢和白口铸铁都加热到高温(1000(1000120012
19、00),),能否进行锻造能否进行锻造?为什么为什么?28ppt课件白口铸铁白口铸铁:不能锻造。不能锻造。由于在高温时组织中奥氏体相少由于在高温时组织中奥氏体相少,而渗碳体相多而渗碳体相多,故要用故要用较大外力才能使坯料产生较小变形较大外力才能使坯料产生较小变形,还易产生过烧现象。还易产生过烧现象。P39 P39 简答题五简答题五:(2):(2)把把0.450.45wc的钢和白口铸铁都加热到高温的钢和白口铸铁都加热到高温(1000(100012001200),),能否进行锻造能否进行锻造?为什么为什么?29ppt课件本章总结本章总结 练习练习 P3939作业作业4 4 P3939 二、三、四、五二、三、四、五2 2课后思考课后思考 P3939六六2 230ppt课件
