单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,ppt课件,*,第,4,章 铁碳合金,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ppt课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ppt课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ppt课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ppt课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ppt课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ppt课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,ppt课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ppt课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ppt课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ppt课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ppt课件,*,金属材料与制造工艺,1,ppt课件,金属材料与制造工艺 1ppt课件,绪 论,工程材料大多数使用的是铁碳合金。,熟悉并合理地选用铁碳合金,必须了解铁碳合金的成份,、,组织,、,性能之间的关系。,F-Fe,3,C,状态图,(,相图,),是研究这一问题重要工具。,2,ppt课件,绪 论2ppt课件,学习目标,了解铁碳合金的基本组织,了解,Fe-Fe,3,C,相图上特性点,、,线,、,区意义,掌握铁碳合金成份,、,组织和性能之间关系,学习重点,Fe-Fe,3,C,状态图,学习难点,铁碳合金的室温组织,第一节 铁碳合金的基本组织,第二节 铁碳合金状态图,3,ppt课件,学习目标 了解铁碳合金的基本组织第一节 铁碳合金的基本组织,第一节 铁碳合金的基本组织,铁与碳相互作用,在固态下有五种基本组织,碳溶在,-Fe,中形成的固溶体。,在,727,时溶碳量最大,为,0.0218,w,C,强度,、,硬度低,塑性,、,韧性好。,(,与纯铁相似,),铁素体（,F,）,奥氏体（,A,）,渗碳体（,Fe,3,C,）,珠光体（,P,）,莱氏体（,L,d,）,铁素体显微组织,4,ppt课件,第一节 铁碳合金的基本组织碳溶在-Fe中形成的固,碳溶在,-Fe,中形成固溶体。,是高温组织,存在于,727,以上。,在,1148,时溶碳量最大,为,2.11,w,c,塑性很好,是绝大多数钢进行压力加工理想组织。,奥氏体显微组织,铁素体（,F,）,奥氏体（,A,）,渗碳体（,Fe,3,C,）,珠光体（,P,）,莱氏体（,L,d,）,第一节 铁碳合金的基本组织,铁与碳相互作用,在固态下有五种基本组织,5,ppt课件,碳溶在-Fe中形成固溶体。奥氏体显微组织铁素体（F）,由,Fe,与,C,形成金属化合物,6.69,w,c,(,固定,),复杂斜方晶体结构。,硬度高,、,脆性大,塑性,、,韧性极低,无法单独使用,主要作为铁碳合金中的强化相。,是亚稳定的相,在一定条件下分解为,F,和石墨。,铁素体（,F,）,奥氏体（,A,）,渗碳体（,Fe,3,C,）,珠光体（,P,）,莱氏体（,L,d,）,第一节 铁碳合金的基本组织,铁与碳相互作用,在固态下有五种基本组织,渗碳体晶体结构,6,ppt课件,由Fe与C形成金属化合物,6.69wc(固定)铁素体（F）,由铁素体与,Fe,3,C,形成的层片状的机械混合物。,含碳量,:0.77,w,c,(,固定,),具有良好综合力学性能。,(,介于,F,与,Fe,3,C,之间,),珠光体显微组织,铁素体（,F,）,奥氏体（,A,）,渗碳体（,Fe,3,C,）,珠光体（,P,）,莱氏体（,L,d,）,第一节 铁碳合金的基本组织,铁与碳相互作用,在固态下有五种基本组织,7,ppt课件,由铁素体与Fe3C形成的层片状的机械混合物。珠光体显微组织,是机械混合物,它又分为：,高温莱氏体,(,L,d,):727,1148,L,d,=A,Fe,3,C,低温莱氏体,(,L,d,):727,以下,L,d,=P,Fe,3,C,硬度高,、,塑性差。,(,与,Fe,3,C,相似,),低温莱氏体显微组织,第一节 铁碳合金的基本组织,铁与碳相互作用,在固态下有五种基本组织,铁素体（,F,）,奥氏体（,A,）,渗碳体（,Fe,3,C,）,珠光体（,P,）,莱氏体（,L,d,）,8,ppt课件,是机械混合物,它又分为：低温莱氏体显微组织 第一节,第二节 铁碳合金状态图,一、,Fe-Fe,3,C,相图分析,二、铁碳合金分类,三、碳对铁碳合金组织和性能的影响,四、,Fe-Fe,3,C,状态图的应用,在,T0,的条件下制成的。,研究碳含量在,0,6.69,之间的铁碳合金。,是简易的,Fe-Fe,3,C,状态图。（又称相图）,它是选择材料和制定热加工工艺重要依据。,9,ppt课件,第二节 铁碳合金状态图一、Fe-Fe3C相图分析 在T0,一、,Fe-Fe,3,C,相图分析,1,、建立,Fe-Fe,3,C,相图,:,采用热分析方法。,第二节 铁碳合金状态图,10,ppt课件,一、Fe-Fe3C相图分析第二节 铁碳合金状态图10ppt课,第二节 铁碳合金状态图,一、,Fe-Fe,3,C,相图分析,2,、,Fe-Fe,3,C,相图简介,11,ppt课件,第二节 铁碳合金状态图一、Fe-Fe3C相图分析11ppt课,主要特性点,第二节 铁碳合金状态图,一、,Fe-Fe,3,C,相图分析,2,、,Fe-Fe,3,C,相图简介,12,ppt课件,主要特性点第二节 铁碳合金状态图一、Fe-Fe3C相图分析,主要特性线,第二节 铁碳合金状态图,一、,Fe-Fe,3,C,相图分析,2,、,Fe-Fe,3,C,相图简介,13,ppt课件,主要特性线第二节 铁碳合金状态图一、Fe-Fe3C相图分析,4,个单相区,:L,、,A,、,F,、,Fe,3,C,5,个双相区,:L+A,、,L+Fe,3,C,、,A+F,、,A+Fe,3,C,、,F+Fe,3,C,相区分析,第二节 铁碳合金状态图,一、,Fe-Fe,3,C,相图分析,2,、,Fe-Fe,3,C,相图简介,14,ppt课件,4个单相区:L、A、F、Fe3C 相区分析 第二节 铁,共晶线,(,ECF,线,),凡,2.11,6.69,w,c,的铁碳合金冷却到此线时,(1148,),都将发生共晶反应,结晶出,L,d,。,共晶点,(C,点,),温度,1148,、,成分,4.3,w,c,第二节 铁碳合金状态图,一、,Fe-Fe,3,C,相图分析,3,、共晶转变,、,共析转变,共晶转变,:,合金在一定条件,(,温度,、,成分,),由液体中同时结晶出两种不同晶体,形成一种特殊的共晶体组织转变。即,:,15,ppt课件,共晶线(ECF线)第二节 铁碳合金状态图一、Fe-Fe3C相,第二节 铁碳合金状态图,一、,Fe-Fe,3,C,相图分析,3,、共晶转变,、,共析转变,共析转变,:,合金,在一定,条件,(,温度,、,成分,),下,由,一种固相转变成另外两个固相的机械混合物的过程。即：,共析线,(PSK,线,),凡,0.02,6.69,w,c,的铁碳合金,冷却到此线时,(727),都将发生共析反应,从奥氏体中结晶出珠光体。,共析点,:,（,S,点）,温度,727,、,成分,0.77,w,c,16,ppt课件,第二节 铁碳合金状态图一、Fe-Fe3C相图分析共析线(PS,P,39,简答题五,1,、,0.4,w,c,、,1.2,w,c,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,17,ppt课件,P39简答题五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,典型铁碳合金结晶过程分析,P,39,简答题五,0.4,w,c,铁碳合金结晶过程。,18,ppt课件,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P39简答,室温组织,铁素体与珠光体,(F,P),室温显微组织,（见图）,材料性能,介于铁素体和珠光体之间。,40,钢的显微组织,典型铁碳合金结晶过程分析,P,39,简答题五,0.4,w,c,铁碳合金结晶过程。,19,ppt课件,室温组织40钢的显微组织典型铁碳合金结晶过程分析P39简答题,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,P,39,简答题五,1.2,w,c,铁碳合金结晶过程。,20,ppt课件,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P39简答,T12,钢的显微组织,室温组织,渗碳体与珠光体,(Fe,3,C,P),室温显微组织,（见图）,材料性能,介于珠光体和渗碳体之间。,典型铁碳合金结晶过程分析,P,39,简答题五,1.2,w,c,铁碳合金结晶过程。,21,ppt课件,T12钢的显微组织室温组织典型铁碳合金结晶过程分析P39简答,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,第二节 铁碳合金状态图,22,ppt课件,二、铁碳合金分类第二节 铁碳合金状态图22ppt课件,白口铸铁,2,.,11,w,c,6,.,69,铁,碳,合,金,工业纯铁,w,c,0,.,0218,钢,0,.,02,w,c,2,.,11,亚共析钢,0,.,02,w,c,0,.,77,共析钢,w,c,=,0,.,77,过共析钢,0,.,77,w,c,2,.,11,亚共晶白口铸铁,2,.,11,w,c,4,.,3,过共晶白口铸铁,4,.,3,w,c,6,.,69,共晶白口铸铁,w,c,=,4,.,3,第二节 铁碳合金状态图,二、铁碳合金分类,23,ppt课件,白口铸铁铁工业纯铁钢亚共析钢共析钢过共析钢亚共晶白口铸铁过共,第二节 铁碳合金状态图,三、碳对铁碳合金组织和性能的影响,1,、碳含量对平衡组织的影响,24,ppt课件,第二节 铁碳合金状态图三、碳对铁碳合金组织和性能的影响 24,三、碳对铁碳合金组织和性能的影响,2,、碳含量对力学性能的影响,随着,w,c,增加,:,硬度,(HB),:,增加。,塑性,(,、,),:,降低。,韧性,(A,K,),:,下降。,强度,（,）,:,在,0.9,w,c,处最大,随后迅速下降。,第二节 铁碳合金状态图,25,ppt课件,三、碳对铁碳合金组织和性能的影响 第二节 铁碳合金状态图25,四、,Fe-Fe3C,状态图的应用,在选材方面的应用,作为配制合金,、,合理选材,、,制定工艺的依据。,在热加工方面的应用,铸造,:,选择共晶成份附近含量的合金。,锻造,:,选择加热,、,锻打的温度范围。,思考题五,:,焊接,:,w,c,焊接性变差。,热处理,:,制定加热工艺等。,相图的局限性,实际生产是在,T0,的条件下进行的,相应线,、,组织,都会发生变化,故,F-Fe,3,C,相图是作参考来用。,第二节 铁碳合金状态图,26,ppt课件,四、Fe-Fe3C状态图的应用第二节 铁碳合金状态图26pp,P39,简答题五,:(2),把,0.45,w,c,的钢和白口铸铁都加热到高温,(1000,1200),能否进行锻造,?,为什么,?,27,ppt课件,P39 简答题五:(2)27ppt课件,0.45,w,c,钢,:,可以锻造。,因为将其加热到,1000,1200,时组织为单相奥氏体,热塑性良好,因此用较小外力可使坯料发生较大变形。,P39,简答题五,:(2),把,0.45,w,c,的钢和白口铸铁都加热到高温,(1000,1200),能否进行锻造,?,为什么,?,28,ppt课件,0.45wc钢:可以锻造。P39 简答题五:(2)28pp,白口铸铁,:,不能锻造。,由于在高温时组织中奥氏体相少,而