铁碳合金相图及其合金资料

强度，硬度↑
应变时效
H —— 氢脆、白点
Thursday, November 12, 2020
Q
碳钢的分类、编号和用途
按含碳量分 低碳钢：c%<0.25% 中碳钢：c%：0.25％～0.6％ 高碳钢：c%>0.6％
按质量分 普碳钢：S<0.055%，P<0.045% 优碳钢：S<0.040%，P<0.040% 高级优碳钢：S<0.030%，P<0.035%
Q
铁碳合金按碳的质量分数和平衡组织的分类
工业纯铁
Wc<0.0218%
亚共析钢（Wc<0.77%）
钢
共析钢（Wc＝0.77%）
过共析钢（ Wc>0.77%)
组织：铁素体和少量三次渗碳体 组织：铁素体和珠光体 组织：珠光体 组织：珠光体和二次渗碳体
白口铸铁
亚共晶白口铸铁 (Wc>2.11%) 组织：珠光体＋二次渗碳体 ＋莱氏体
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相图的实际应用
1．为选材提供成分依据 2．为制定热加工工艺提供依据
◆铸造 ◆锻轧 ◆焊接 ◆热处理工艺
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常见杂质对碳钢性能的影响
1．锰 ——有益；0.25--0.80% a. 脱氧剂： 降低FeO→↓脆性， b. 脱硫剂： Mn+S→MnS(降低S的有害作用) ↑热加工性能 c.固溶强化，使性能更优。
Q
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亚共析钢结晶过程示意图
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亚共析钢的室温组织
铁素体
珠光体
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过共析钢结晶过程示意图
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过共析钢室温平衡组织
网状渗碳体
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共晶白口铸铁 (Wc＝4.3%) 组织：莱氏体
过共晶白口铸铁 (Wc>4.3%) 组织：一次渗碳体＋莱氏体
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碳对合金平衡组织的影响（ Fe3C的形态)
F+Fe3CIII
Fe3C位于晶界，细小的薄片
含
F+P
碳
量
逐
P
渐
增 加
P＋ Fe3CII
Fe3C呈层片状与铁素体片混合（相间 ） Fe3C呈层片状与铁素体片混合（相间 ） Fe3C呈层片状与铁素体片混合（相间 ）还有 一部分Fe3C沿晶界分布呈连续网状
● 普通碳素结构钢 按屈服强度分成5种 Q195,Q215,Q235,Q255,Q275
●优质碳素结构钢 ●碳素工具钢
T12
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铸铁
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灰铸铁 HT 可锻铸铁 KT 球墨铸铁 QT 蠕墨铸铁 RuT
按用途分 碳素结构钢 碳素工具钢
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4）按冶炼时脱氧程度的不同分类 沸腾钢：不脱氧的钢； 镇静钢：完全脱氧钢； 半镇静钢：半脱氧钢。 5）按金相组织分 亚共析钢、共析钢、过共析钢。
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碳钢的编号及用途
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灰口铸铁
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•球墨铸铁
高碳马氏体
铁素体基体
珠光体基体
球墨铸铁淬火 G球+M+Aˊ
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蠕墨铸铁
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合金铸铁
• 耐磨铸铁 • 耐蚀铸铁 • 耐热铸铁
P＋Fe3CII＋L’d L’d
L’d +Fe3CI
Fe3C呈层片状与铁素体片混合（相间 ） Fe3C作为莱氏体的基体 Fe3C作为莱氏体的基体
Fe3C为粗大长片状 Fe3C作为莱氏体的基体
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共晶白口铁的结晶过程示意图
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亚共晶白口铁结晶过程示意图
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亚共晶白口铸铁 在室温下的组织
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过共晶白口铁结晶过程示意图
Fቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3C
Ld’
过共晶白口铸铁冷却到 室温后的组织
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2．Si ——有益 a. 脱氧→↓脆性 b. 固溶强化
3．磷 ——有害 Fe3P
室温下<100℃，脆性大→ 冷脆
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4．S 985℃:Fe+FeS→ 热脆 加入Mn→MnS（除硫）
5． O、N、H
O —— ↓机械性能 ，强度、塑性↓
N ——兰脆； 若存在Al、V、Ti→兰脆消失→
铁碳合金基本相
•铁素体：F, bcc Baδsic phases
•奥氏体：A，fcc
•渗碳体：Fe3C
r-Fe
F
F
Fe3C
A
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