(完整版)铁碳合金相图(一).doc

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理论课教案

课题铁碳合金状态图(一)课程机械加工

基础

授课教师专业课型新授教案序号授课时间教学方法

1、掌握合金的基本概念及合金的组织。

教学

2、掌握固溶解,金属化合物质、混合物。

目标

教学重点难点及解决办法

作业

布置

学生听课教

情况学

学生掌握后情况

3、掌握铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体的符号及性能特点。

掌握铁碳合金的基本组织、性能

习题册

存在的问

审查签字

年月日

教学过程

教师活

教学内容学生活动动

一、新课导入

利用多媒体效果观察

回顾上一次课的内容,以提问的形式检查上节课学生的掌握

情况,举实例有技巧得到如本次课要学习的内容。

二、新课讲授

1、合金及其组织

金属:是由单一元素构成的具有特殊光泽、延展性、导电性、导热性的物质,如铁、金、银、铜、铁、锰、锌、铝等。

合金:是由一种金属元素与其他金属元素或非金属元素通过

熔炼或其他方法合成的具有金属特性的物质。

金属材料:金属及其合金的总称

(1)合金组织

固熔体、金属化合物、混合物

1)固熔体

是一种组元的原子熔入另一种组元的晶格中所形成的均匀固相。

溶入的元素称为溶质,而基体元素称为溶剂。

固溶体仍然保持溶剂的晶格类型。

固熔体根据溶质原子在晶格(溶剂)所处的位置不同可以分为:

间隙固熔体

置换固熔体

间隙固熔体:溶质原子分布于溶剂晶格间隙之中而形成的

固熔体。

举例:碳、氮、硼等非金属元素熔入铁中

特点:由于熔剂的晶格空间有限,所以溶质原子量是有限的。

:溶质原子:溶质原子

:溶剂原子:溶剂原子

置换固熔体:溶质原子置换了熔剂晶格节点上某些原子而

形成的固熔体。

特点:原子半径相同或接近,周期位置接近,晶格类型差别小。

2)金属化合物:

定义;合金组元间发生相互作用而形成一种具有金属特性的物质。

特性:(1)可用化学式来表示。

(2)复杂的晶格结构“三高一稳”的性能,高熔点、高硬度、高脆性

3)混合物:

定义:两种或两种以上的相按一定质量分数组成的物质。

特征:保持自己原来地晶格类型

性能:取决于组成相的性能,分布形态及数量和大小。

固熔强化:通过溶入溶质元素形成固溶体而使金属材料强度、硬度提高的想象。学生复习总结三种合金组织

2、纯铁的同素异构转变

( 1)金属的晶格

体心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格

(2)纯铁的同素异构转

变同素异构转变的概论:

金属在固态下,随温度的改变有一种晶格转变为另一晶格的现象称为同素异构转变。

具有同素异构转变的金属有:铁、钴、钛、锡、锰等。

引导学生

分析寸铁

的冷却过

1394 ℃912

δ- Feγ-Feα-Fe 体心立方晶格面心立方晶格体心立方晶格

结合纯铁冷却曲线得到铁碳合金五种组织

3、铁碳合金的基本组织与性能

( 1)铁素体:

概念:碳溶解在α -Fe 中形成的间隙固溶体称为铁素体。

符号: F体心立方晶格

存在温度区间:室温—— 912℃

溶解能力:溶解度很小,在 7270C 时,碳在α -Fe 中的最大溶碳量为 0.0218%,随温度的降低逐渐减小。

性能:由于铁素体的含碳量低,所以铁素体的性能与纯铁相似。即有良好的塑性和韧性,强度和硬较低。

( 2)奥氏体:

概念:碳溶解在γ- Fe 中形成的间隙固溶体称为奥氏体。

符号: A面心立方晶格

存在温度区间:大于 727℃

溶碳能力:较强。在 11480C 时可溶 C 为 2.11%,在 7270C 时,可溶 C 为 0.77%。(0.0218% —— 2.11%)

性能:强度、硬度不高,具有良好的塑性,是绝大多数钢在

高温进行锻造和扎制时所要求的组织。

( 3)渗碳体:

概念:含碳量为 6.69%的铁与碳的金属化合物。

符号: Fe3C复杂的斜方晶体

存在温度区间:室温—— 1148℃

溶碳能力:C=6.69%

性能:熔点 12270C 硬度很高,塑性很差,伸长率和冲击韧

度几乎为零,是一个硬而脆的组织。

( 4)珠光体:

概念:是铁素体与碳光体的混合物

符号:P是铁素体和渗碳体片层相间,交替排列。

存在温度区间:室温—— 727℃

溶碳能力:在 7270C时, C=0.77%

性能特点:取决于铁素体和渗碳体的性能,强度较高,硬

度适中,具有一定的塑性。

5、莱氏体

概念:是含碳量为 4.3%的液态铁碳合金在 11480C时从液体上中间结晶出的奥氏体和渗碳体的混合物。

符号: Ld 高温莱氏体,温度> 727℃

由于奥氏体在 7270C时转变为珠光体,所以在室温下的莱氏体由珠光体和渗碳体组成叫低温莱氏体。

L’d低温莱氏体,温度 <7270C

溶碳能力: C=4.3%

性能特点:硬度很高,塑性很差。

F、A、Fe3C是单相组织,称铁碳合金的基本相。P 、Ld 是由基本相混合组成的多相组织。

三、课堂小结

以叙述的方式对这两节课的内容进行概括性的总结。

四、作业熟记铁碳合金五种组织

习题

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