铁碳合金相图和常用钢铁材料综述PPT(30张)
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铁碳合金的相图的详细讲解精品PPT课件
S
A
ab : 液相线 ab : 固相线 L : 液相区 S : 固相区 L+S:液固共存区
b
B
二、铁碳合金状态图
铁碳合金相图是研究铁碳合金最基本的工具，是研究碳钢 和铸铁的成分、温度、组织及性能之间关系的理论基础,是 制定热加工、热处理、冶炼和铸造等工艺依据.
• 含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆， 已无实用价值。
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Fe3C或石墨的形式存在。
铸铁中的石墨
渗碳体组织金相图
珠光体的组织特点是两相 • ⑷珠光体：铁素体与Fe3C的机械混呈合片物层，相用间P表分示布。,性能介
于两相之间。
珠光体
珠光体 ( P )
• ⑸莱氏体： 与Fe3C的机械混合物
过共析钢组织金 相图
5.共晶白口铁 ( Wc = 4.3% )
共晶白口铁组织金 相图
6.亚共晶白口铁 ( Wc = 3.0% )
亚共晶白口铁组织金 相图
7.过共晶白口铁 ( Wc = 5.0% )
过共晶白口铁组织 金相图
Fe - F选e3C择材相料图方的面应的用应用
制定热加工工艺方面的应用
§2-5 铁碳合金的组织与状态图
铁碳合金—碳钢和铸铁，是工业应用最广的合金。 含碳量为0.0218% ~2.11%的称钢 含碳量为 2.11%~ 6.69%的称铸铁。
铁和碳可形成一系列稳定化合物： Fe3C、 Fe2C、 FeC，都可作为 纯组元看待。
含碳量大于Fe3C6.69%）时，合金太脆，已无实用价值。
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
A
ab : 液相线 ab : 固相线 L : 液相区 S : 固相区 L+S:液固共存区
b
B
二、铁碳合金状态图
铁碳合金相图是研究铁碳合金最基本的工具，是研究碳钢 和铸铁的成分、温度、组织及性能之间关系的理论基础,是 制定热加工、热处理、冶炼和铸造等工艺依据.
• 含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆， 已无实用价值。
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Fe3C或石墨的形式存在。
铸铁中的石墨
渗碳体组织金相图
珠光体的组织特点是两相 • ⑷珠光体：铁素体与Fe3C的机械混呈合片物层，相用间P表分示布。,性能介
于两相之间。
珠光体
珠光体 ( P )
• ⑸莱氏体： 与Fe3C的机械混合物
过共析钢组织金 相图
5.共晶白口铁 ( Wc = 4.3% )
共晶白口铁组织金 相图
6.亚共晶白口铁 ( Wc = 3.0% )
亚共晶白口铁组织金 相图
7.过共晶白口铁 ( Wc = 5.0% )
过共晶白口铁组织 金相图
Fe - F选e3C择材相料图方的面应的用应用
制定热加工工艺方面的应用
§2-5 铁碳合金的组织与状态图
铁碳合金—碳钢和铸铁，是工业应用最广的合金。 含碳量为0.0218% ~2.11%的称钢 含碳量为 2.11%~ 6.69%的称铸铁。
铁和碳可形成一系列稳定化合物： Fe3C、 Fe2C、 FeC，都可作为 纯组元看待。
含碳量大于Fe3C6.69%）时，合金太脆，已无实用价值。
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
铁碳合金相图和常用钢铁材料
AC F Fe3C ( P)
727C
WC= 0.77%，足够的强 度、硬度，一定的塑 性、韧性。片层愈细 密，强度愈高。
图1-12 珠光体的显微组织
F-Fe3C的基本相.5
6）莱氏体（Ld）—
LC 1148C AE Fe3C ( Ld ) 727C P Fe3C ( Ld )
性能：莱氏体中的渗碳 体较多，脆性大，硬 度高，塑性很差。显 微组织如图1-15所示。
图1-15 莱氏体的显微组织
1148
727
2、铁碳合金相图分析
1）两相平衡转变反应 ①共析反应 在727℃恒温下，Wc=0.77%的A转变为 Wc=0.0218%的F和Fe3C的机械混合物， 称为珠光体(P)。 WC>0.0218%的铁碳合金都将进行共析反应。
1148C
F-Fe3C相图分析.2
2）三条重要的特性线 GS线 A3线 Wc<0.77%的铁碳合金，缓冷时，开 始析出F转变曲线。 ES线 Acm线 碳在γ 铁中的溶解度曲线。1148℃， Wc=2.11%；727℃,Wc=0.77%。 缓冷时，析出Fe3CⅡ。 PQ线 碳在α 铁中的溶解度曲线。 727℃, Wc=0.0218%；600℃, Wc=0.0057%。 缓冷时，开始析出Fe3CⅢ。
AS F Fe3C ( P)
727C
F-Fe3C相图分析.1
② 共晶反应 在1148℃恒温下，Wc=4.3%的铁碳合金液 相转变为Wc=2.11％的A和Fe3C的机械混 合物，称为莱氏体（Ld）。
LC AE Fe3C ( Ld )
共析温度以下的（P+Fe3CⅡ+Fe3C）机械混 合物称为（低温）变态莱氏体（Ld’）。
727C
WC= 0.77%，足够的强 度、硬度，一定的塑 性、韧性。片层愈细 密，强度愈高。
图1-12 珠光体的显微组织
F-Fe3C的基本相.5
6）莱氏体（Ld）—
LC 1148C AE Fe3C ( Ld ) 727C P Fe3C ( Ld )
性能：莱氏体中的渗碳 体较多，脆性大，硬 度高，塑性很差。显 微组织如图1-15所示。
图1-15 莱氏体的显微组织
1148
727
2、铁碳合金相图分析
1）两相平衡转变反应 ①共析反应 在727℃恒温下，Wc=0.77%的A转变为 Wc=0.0218%的F和Fe3C的机械混合物， 称为珠光体(P)。 WC>0.0218%的铁碳合金都将进行共析反应。
1148C
F-Fe3C相图分析.2
2）三条重要的特性线 GS线 A3线 Wc<0.77%的铁碳合金，缓冷时，开 始析出F转变曲线。 ES线 Acm线 碳在γ 铁中的溶解度曲线。1148℃， Wc=2.11%；727℃,Wc=0.77%。 缓冷时，析出Fe3CⅡ。 PQ线 碳在α 铁中的溶解度曲线。 727℃, Wc=0.0218%；600℃, Wc=0.0057%。 缓冷时，开始析出Fe3CⅢ。
AS F Fe3C ( P)
727C
F-Fe3C相图分析.1
② 共晶反应 在1148℃恒温下，Wc=4.3%的铁碳合金液 相转变为Wc=2.11％的A和Fe3C的机械混 合物，称为莱氏体（Ld）。
LC AE Fe3C ( Ld )
共析温度以下的（P+Fe3CⅡ+Fe3C）机械混 合物称为（低温）变态莱氏体（Ld’）。
铁碳合金相图和常用钢铁材料综述
2. 相 图 分 析
温度 t /℃ P
Ⅱ
1500 A 1538
1
1
1400
L
1300 1200 1100
2
L+A
1227
2
D
E
1148 C
F
A
1000 912 900 G
3 A+Fe3CII
FP
700
S
727
3
4
K
Q
F+ Fe3CIII
P+Fe3CII
100
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
碳素结构钢 碳素钢 碳素工具钢
钢
合金结构钢
合金钢 合金工具钢Biblioteka 特殊性能钢1. 碳素钢
分为低(ωc＜0.30％)、中(0.3%～ 0.6%) 、高碳钢(ωc＞0.6％) 。 ωc ↑,则 ↑,δ↓。 钢中有害杂质 S：热脆 P：冷脆
牌号
1）普碳钢： Q195～Q275五类 Q235：屈服点σs≥235(试样尺寸≤16)，质量等级为A级 的普碳钢。 2）优质碳素结构钢：以两位数字（平均含碳 量的万分数）表示牌号 45钢—平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。 3）碳素工具钢： 平均含碳量的千分数 T8—平均含碳量为0.8%的碳素工具钢。 T12—平均含碳量为1.2%的碳素工具钢。
A——纯铜的熔点，
1083℃；
温度 →
B——纯镍的熔点，
1452℃；
tt21
A1B——液相线；
tt34
A4’B——固相线； AA
L BB
1 α
4’
α
α——溶入形成的置 换固溶体。
Cu l4 l3 l2 l1 α3 α2 α1 Ni
铁碳合金相图和常用钢铁材料综述(ppt 30页)
2. 合金钢
•合金钢：在碳钢的基础上有意识地加入一 种或几种合金元素，使其性能（使用性能 和工艺性能）得以提高的铁基合金。 •在选择与使用工业用钢时，在满足机械零 件使用性能要求的前提下应尽量使用碳钢， 必要时才使用合金钢。
1）合金结构钢
2）合金工具钢
合金元素平均质 量的百分数，小 于1.5%不标出
• 奥氏体(A)—碳原子溶入γ-Fe中形成的间隙 固溶体，具有FCC晶格。硬度不高，塑性 好。
渗碳体(Fe3C)—由铁和碳形成的一种具有复 杂晶格的金属化合物。其中ωc=6.69％，硬度 很高，塑性差、脆性大，熔点为1227℃。弥 散强化可提高力学性能。
珠光体(P)—由铁素体和渗碳体组成的两相 层片状机械混合物。 ωc=0.77％,共析产物。
1. 碳素钢
分为低(ωc＜0.30％)、中(0.3%～ 0.6%) 、高碳钢(ωc＞0.6％) 。 ωc ↑,则HB ↑,δ↓。 钢中有害杂质 S：热脆 P：冷脆
牌号
1）普碳钢： Q195～Q275五类 Q235-A：屈服点σs≥235MPa(试样尺寸≤16mm)， 质量等级为A级的普碳钢。 2）优质碳素结构钢：以两位数字（平均含碳 量的万分数）表示牌号 45钢—平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。 3）碳素工具钢： T+平均含碳量的千分数 T8—平均含碳量为0.8%的碳素工具钢。 T12—平均含碳量为1.2%的碳素工具钢。
• A点、D点 • C点：共晶点, 发生共晶反应
LC →Ld(A+Fe3C) • S点：共析点, 发生共析反应
A →P(F + Fe3C) 特性线
ACD线、AECF线 ECF线：共晶线，共晶反应产生Ld。
2. 相图分析-特性线
第五章：铁碳合金相图PPT课件
2021/3/12
39
一.碳的质量分数对平衡组织的影响
2021/3/12
40
二.碳的质 量分数对 力学性能 的影响
三.碳的质量分数对 工艺性能的影响
对铸造性能的影响。 对锻造性能的影响。 对焊接性能的影响。 对切削加工性能的影响。
2021/3/12
43
第五节 Fe - Fe3C 相图的应用
6
铁素体组织金相图
2021/3/12
7
2.奥氏体 ( A ) --- Austenite
碳溶于 γ-Fe中形成 的间隙固溶 体。
2021/3/12
8
奥氏体组织金相图
2021/3/12
9
3. 渗碳体 ( Fe3C ) --- Cementite
铁与碳 形成的金属 化合物。
2021/3/12
10
2021/3/12
19
1.包晶转变反应式:
LB + H 1495℃ AJ
2.共晶转变反应式:
1148℃
LC
( AE + Fe3C ) Le
3.共析转变反应式:
AS 727℃ ( FP + Fe3C ) P
2021/3/12
20
三.典型铁碳合金的结晶过程分析
工业纯铁 ( ingot iron )
2021/3/12
34
亚共晶白口铁组织金相图
2021/3/12
35
7.过共晶白口铁 ( Wc = 5.0% )
2021/3/12
36
过共晶白口铁组织金相图
2021/3/12
37
组织组成物: F ; P
0.77-0.45
F=
100%=43%
铁碳相图幻灯
Fe—C合金中的基本相 （4）铁素体（ferrite） 铁素体（α或 F）是 C 溶于α－Fe 形成的 间隙固溶体称为铁素体（ferrite）。 （5）渗碳体（cementite） 前面已讨论过 （6） 石墨（C） 在一些条件下，碳可以以游离态石墨 （graphite） (hcp)稳定相存在。所以石墨 在于Fe—C合金铸铁中也是一个基本相。
●可锻性：金属经受压力加工改变形状但不产生裂 纹的性能。
铁碳相图的应用
在生产中具有很大的实际意义，主要应用在钢铁材料的 选用和加工工艺的制订两个方面。 （1）在选材方面 （2）在铸造工艺方面 （3）在热锻热轧工艺方面 （4）在热处理工艺方面
锻压常识及相关知识
主要涉及的内容
铁碳合金相结构
iron-carbon diagram
Fe—C合金概述
钢 (Steels) 和铸铁 (Cast irons) 是现代机械制造工 业中应用最广的金属材料，虽然种类很多，成分不一， 其基本组成都是铁(Fe)和碳(C)两种元素，故统称为铁碳 合金（alloys of the iron－carbon system）。 铁碳相图 (iron-carbon diagram) 描述了钢铁材料的 成分、温度与组织（相）之间的关系，是了解钢铁材料 的基础。
实例
Elliptical head Upper shell (Ⅰ、 Ⅱ) Conical shell Intermediate shell (lower) (Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ) Tube sheet Primary head (channel head)
实例
Upper head Core shell Lower head
（2）钢
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§3 铁碳合金相图与常用钢铁材料
一、合金相图
• 相：同一聚集状态，同一化学成分、同一 结构并与其他部分有界面分开的均匀组成 部分。
• 相图：平衡状态下，不同成分的合金，在 不同温度下，合金的状态、显微组织形成 规律的图形。
• 相图的建立：实验法或理论计算法 eg: 热分析法建立Cu－Ni相图
Cu－Ni合金相图的建立
相图分析.1（Pb-Sn为例）
温度/℃
400 327.5
A 300
200 α
100 F
Pb 10
L
L+α M 183 19
L+β E 61.9
α＋β
20 30 40 50 60 70 80 WSn / %
231.9 B
N 97.5 β
G 90 Sn
相图分析.1
特性线与特性点 A——327.5℃，纯Pb的熔点； B——231.9℃；纯Sn的熔点； E——共晶点，WSn=61.9%。 AEB——液相线； AMENB——固相线； MEN——共晶线 ； 成分＞M点合金，在此温度线，均发生共晶转 变。
相图分析（Cu-Ni）A——纯铜的熔ຫໍສະໝຸດ ，1083℃；温度 →
B——纯镍的熔点，
1452℃；
tt21
A1B——液相线；
tt34
L BB
1 L+α
4’
A4’B——固相线； AA
α
α——Ni溶入Cu形成 的置换固溶体。
Cu l4 l3 l2 l1 α3 α2 α1 Ni
α4
WNi%→
2）共晶相图
两组元在液态下无限互溶，在固态时 有限互溶并发生共晶反应（转变）， 形成共晶组织的二元相图。 Pb-Sn、 Pb-Sb、 Al-Si、Ag-Cu等
温度/℃
100%
70%
50%
1452
WNi=30%
c
b
a 0%
a’ 1083
c’ b’
1083
L
b
a L+α
b’ a’
α
1452 c c’
a) 冷却曲线
时间
Cu
30 50 70
Ni
WNi%
b) 相图
1）匀晶相图
两组元在液态和固态下均可以以任意 比例相互溶解，在固态下形成无限固 溶体的合金相图。 如Cu-Ni、Au-Ag、Fe-Cr、W-Mo等
PSK线：共析线，产生P。 • GS线：Wc<0.77%的铁碳合金，缓冷时，
开始析出F转变曲线。 • ES线：碳在γ铁中的溶解度曲线。1148℃，
Wc=2.11%；727℃,Wc=0.77%。缓冷时， 析出Fe3CⅡ。 • PQ线：F中开始析出Fe3C线。 F冷却到该 线时将析出Fe3C。
三、常用钢铁材料
固溶体，具有BCC晶格。强度硬度低，塑 韧性好。
• 奥氏体(A)—碳原子溶入γ-Fe中形成的间隙 固溶体，具有FCC晶格。硬度不高，塑性 好。
渗碳体(Fe3C)—由铁和碳形成的一种具有复 杂晶格的金属化合物。其中ωc=6.69％，硬度 很高，塑性差、脆性大，熔点为1227℃。弥 散强化可提高力学性能。
2. 合金钢
•合金钢：在碳钢的基础上有意识地加入一 种或几种合金元素，使其性能（使用性能 和工艺性能）得以提高的铁基合金。 •在选择与使用工业用钢时，在满足机械零 件使用性能要求的前提下应尽量使用碳钢， 必要时才使用合金钢。
1）合金结构钢
2）合金工具钢
合金元素平均质 量的百分数，小 于1.5%不标出
数字 + 合金元素符号 + 数字
含碳量的千分数， ωc≥1%不标
5CrMnMo: ωc=0.5%，Cr、Mn、Mo平均含量 均小于1.5%。
例外：高速钢即使其平均含碳量小于1%数字 也不标出。如W18Cr4V-高速工具钢，含 W18%，Cr4%，V小于1.5%。含碳0.7～0.8%， 不标出。
3. 铸铁
相图分析.2
α相，Sn溶入Pb形成的固溶体； β相，Pb溶入Sn形成的固溶体。 共晶反应：一定温度下，由一定成分的液
相同时结晶出成分各自固定的两个新固 相的转变过程。
LE 1 8 C 3 MN
相图分析.3
相区与基本相
单相区： L、α、β
两相区： L+α L+β α+β
温度/℃
碳素结构钢 碳素钢 碳素工具钢
钢
合金结构钢
合金钢 合金工具钢
特殊性能钢
1. 碳素钢
分为低(ωc＜0.30％)、中(0.3%～ 0.6%) 、高碳钢(ωc＞0.6％) 。 ωc ↑,则HB ↑,δ↓。 钢中有害杂质 S：热脆 P：冷脆
牌号
1）普碳钢： Q195～Q275五类 Q235-A：屈服点σs≥235MPa(试样尺寸≤16mm)， 质量等级为A级的普碳钢。 2）优质碳素结构钢：以两位数字（平均含碳 量的万分数）表示牌号 45钢—平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。 3）碳素工具钢： T+平均含碳量的千分数 T8—平均含碳量为0.8%的碳素工具钢。 T12—平均含碳量为1.2%的碳素工具钢。
3.1 铸铁的特征 WC>2.11%，不能进行锻造或塑性变形的铁 碳合金，其杂质元素Si、Mn、S、P等含量 比碳钢多。
2
L+A
1227
2
D
E
1148 C
F
A
1000 912 900 G
3 A+Fe3CII
FP
700
S
727
3
4
K
Q
F+ Fe3CIII
P+Fe3CII
100
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
1.5
2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 Wc%
0.0218
0.77
400 327.5
A 300
200 α
100 F
Pb 10
L
L+α M 183 19
L+β E 61.9
α＋β
20 30 40 50 60 70 80 WSn / %
231.9 B
N 97.5 β
G 90 Sn
二、Fe-Fe3C相图
1. 铁碳合金中的基本组织结构 • 铁素体(F)—碳原子溶入α-Fe中形成的间隙
2.11
4.3
6.69
图1-16 简化的Fe—Fe3C相图
相图分析——特征点与特性线
• A点、D点 • C点：共晶点, 发生共晶反应
LC →Ld(A+Fe3C) • S点：共析点, 发生共析反应
A →P(F + Fe3C) 特性线
ACD线、AECF线 ECF线：共晶线，共晶反应产生Ld。
2. 相图分析-特性线
珠光体(P)—由铁素体和渗碳体组成的两相 层片状机械混合物。 ωc=0.77％,共析产物。
莱氏体—Ld(A+Fe3C) 或Ld′ (P+ Fe3C)机械混 合物。 Fe3C含量多，因而硬度高，脆性大， 塑性差。
2. 相 图 分 析
温度 t /℃ P
Ⅱ
1500 A 1538
1
1
1400
L
1300 1200 1100
一、合金相图
• 相：同一聚集状态，同一化学成分、同一 结构并与其他部分有界面分开的均匀组成 部分。
• 相图：平衡状态下，不同成分的合金，在 不同温度下，合金的状态、显微组织形成 规律的图形。
• 相图的建立：实验法或理论计算法 eg: 热分析法建立Cu－Ni相图
Cu－Ni合金相图的建立
相图分析.1（Pb-Sn为例）
温度/℃
400 327.5
A 300
200 α
100 F
Pb 10
L
L+α M 183 19
L+β E 61.9
α＋β
20 30 40 50 60 70 80 WSn / %
231.9 B
N 97.5 β
G 90 Sn
相图分析.1
特性线与特性点 A——327.5℃，纯Pb的熔点； B——231.9℃；纯Sn的熔点； E——共晶点，WSn=61.9%。 AEB——液相线； AMENB——固相线； MEN——共晶线 ； 成分＞M点合金，在此温度线，均发生共晶转 变。
相图分析（Cu-Ni）A——纯铜的熔ຫໍສະໝຸດ ，1083℃；温度 →
B——纯镍的熔点，
1452℃；
tt21
A1B——液相线；
tt34
L BB
1 L+α
4’
A4’B——固相线； AA
α
α——Ni溶入Cu形成 的置换固溶体。
Cu l4 l3 l2 l1 α3 α2 α1 Ni
α4
WNi%→
2）共晶相图
两组元在液态下无限互溶，在固态时 有限互溶并发生共晶反应（转变）， 形成共晶组织的二元相图。 Pb-Sn、 Pb-Sb、 Al-Si、Ag-Cu等
温度/℃
100%
70%
50%
1452
WNi=30%
c
b
a 0%
a’ 1083
c’ b’
1083
L
b
a L+α
b’ a’
α
1452 c c’
a) 冷却曲线
时间
Cu
30 50 70
Ni
WNi%
b) 相图
1）匀晶相图
两组元在液态和固态下均可以以任意 比例相互溶解，在固态下形成无限固 溶体的合金相图。 如Cu-Ni、Au-Ag、Fe-Cr、W-Mo等
PSK线：共析线，产生P。 • GS线：Wc<0.77%的铁碳合金，缓冷时，
开始析出F转变曲线。 • ES线：碳在γ铁中的溶解度曲线。1148℃，
Wc=2.11%；727℃,Wc=0.77%。缓冷时， 析出Fe3CⅡ。 • PQ线：F中开始析出Fe3C线。 F冷却到该 线时将析出Fe3C。
三、常用钢铁材料
固溶体，具有BCC晶格。强度硬度低，塑 韧性好。
• 奥氏体(A)—碳原子溶入γ-Fe中形成的间隙 固溶体，具有FCC晶格。硬度不高，塑性 好。
渗碳体(Fe3C)—由铁和碳形成的一种具有复 杂晶格的金属化合物。其中ωc=6.69％，硬度 很高，塑性差、脆性大，熔点为1227℃。弥 散强化可提高力学性能。
2. 合金钢
•合金钢：在碳钢的基础上有意识地加入一 种或几种合金元素，使其性能（使用性能 和工艺性能）得以提高的铁基合金。 •在选择与使用工业用钢时，在满足机械零 件使用性能要求的前提下应尽量使用碳钢， 必要时才使用合金钢。
1）合金结构钢
2）合金工具钢
合金元素平均质 量的百分数，小 于1.5%不标出
数字 + 合金元素符号 + 数字
含碳量的千分数， ωc≥1%不标
5CrMnMo: ωc=0.5%，Cr、Mn、Mo平均含量 均小于1.5%。
例外：高速钢即使其平均含碳量小于1%数字 也不标出。如W18Cr4V-高速工具钢，含 W18%，Cr4%，V小于1.5%。含碳0.7～0.8%， 不标出。
3. 铸铁
相图分析.2
α相，Sn溶入Pb形成的固溶体； β相，Pb溶入Sn形成的固溶体。 共晶反应：一定温度下，由一定成分的液
相同时结晶出成分各自固定的两个新固 相的转变过程。
LE 1 8 C 3 MN
相图分析.3
相区与基本相
单相区： L、α、β
两相区： L+α L+β α+β
温度/℃
碳素结构钢 碳素钢 碳素工具钢
钢
合金结构钢
合金钢 合金工具钢
特殊性能钢
1. 碳素钢
分为低(ωc＜0.30％)、中(0.3%～ 0.6%) 、高碳钢(ωc＞0.6％) 。 ωc ↑,则HB ↑,δ↓。 钢中有害杂质 S：热脆 P：冷脆
牌号
1）普碳钢： Q195～Q275五类 Q235-A：屈服点σs≥235MPa(试样尺寸≤16mm)， 质量等级为A级的普碳钢。 2）优质碳素结构钢：以两位数字（平均含碳 量的万分数）表示牌号 45钢—平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。 3）碳素工具钢： T+平均含碳量的千分数 T8—平均含碳量为0.8%的碳素工具钢。 T12—平均含碳量为1.2%的碳素工具钢。
3.1 铸铁的特征 WC>2.11%，不能进行锻造或塑性变形的铁 碳合金，其杂质元素Si、Mn、S、P等含量 比碳钢多。
2
L+A
1227
2
D
E
1148 C
F
A
1000 912 900 G
3 A+Fe3CII
FP
700
S
727
3
4
K
Q
F+ Fe3CIII
P+Fe3CII
100
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
1.5
2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 Wc%
0.0218
0.77
400 327.5
A 300
200 α
100 F
Pb 10
L
L+α M 183 19
L+β E 61.9
α＋β
20 30 40 50 60 70 80 WSn / %
231.9 B
N 97.5 β
G 90 Sn
二、Fe-Fe3C相图
1. 铁碳合金中的基本组织结构 • 铁素体(F)—碳原子溶入α-Fe中形成的间隙
2.11
4.3
6.69
图1-16 简化的Fe—Fe3C相图
相图分析——特征点与特性线
• A点、D点 • C点：共晶点, 发生共晶反应
LC →Ld(A+Fe3C) • S点：共析点, 发生共析反应
A →P(F + Fe3C) 特性线
ACD线、AECF线 ECF线：共晶线，共晶反应产生Ld。
2. 相图分析-特性线
珠光体(P)—由铁素体和渗碳体组成的两相 层片状机械混合物。 ωc=0.77％,共析产物。
莱氏体—Ld(A+Fe3C) 或Ld′ (P+ Fe3C)机械混 合物。 Fe3C含量多，因而硬度高，脆性大， 塑性差。
2. 相 图 分 析
温度 t /℃ P
Ⅱ
1500 A 1538
1
1
1400
L
1300 1200 1100