(完整版)铁碳合金相图(一).doc
铁碳合金相图
![铁碳合金相图](https://img.taocdn.com/s3/m/6cd3372e24c52cc58bd63186bceb19e8b8f6eca7.png)
二 相图中点的含义
1A点 纯铁的熔点;温度 1538℃,Wc=0
2G点 纯铁的同素异晶转变点; 冷却到912℃时,发生 γF→α-Fe
3Q点 600℃时,碳在αFe中的 溶度,Wc=0 0057%
二 相图中点的含义
4D点 渗碳体熔点,温度 1227℃,Wc=6 69%
5C点 共晶点;温度1148℃,Wc=4 3% 成分为C的液相,冷却到此 温度时,发生共晶反应 Lc→A+Fe3C
一 铁碳合金的分类:
按含碳量的不同;铁 碳合金的室温组织可 分为工业纯钛 钢和 白口铸铁; 其中,把 含碳量小雨0 0218% 的铁碳合金称为纯铁; 把含碳量大于 0.0218%而小于2.11% 的铁碳合金称为钢; 把含碳量大于2.11% 的铁碳合金称为铸铁。
纯铁 钢和铸铁的含碳量:
⑴ 工业纯铁组织为单相铁素体 (<0 0218% C)
一次渗碳体+ 低温莱氏体
性能特 强度 硬 C↑,强度 硬度逐 强度较高,硬度 硬度较高,塑性差,
点平衡 度低、 渐提高,有较好的 适中,具有一定 随着网状二次渗碳
状态 塑性好 塑性和韧性
的塑性和韧性 体增加,强度降低
硬度高;脆性大,几乎没有塑性
1 亚共析钢的组织的变化顺序:
亚共析钢的室温组 织由珠光体和铁素体 组成合金的组织按下 列顺序变化:
课堂练习:
1 共析钢冷却到S点时;会发生共析转变,从奥氏体中
同时析出
铁和素(体
)渗的碳混体 合物,称为(
) ; 珠光体
2、过共晶白口铸铁的室温组织是(一次渗碳体 )加( )。低温莱氏体
3、共晶白口铸铁的含碳量为( 4 3 )%
一 填空题
1、常见的金属晶体类型有 晶格、( )晶格和( )晶格三种; 2、金属的整个结晶过程包括( )、( )两个基本过程组成 。 3、根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位置不同;固溶体分为( )和 ( )两种。 4、铁碳合金的基本组织中属于固溶体的有( )和( ),属 于金属化合物的有( ),属于混合物的有( )和莱氏体。 5、原子呈无序堆积状态的物体叫( );原子呈有序、有规则排 列的物体叫( )。一般固态金属都属于( )。 6、常温下金属的塑性变形方式主要有( )和( )两种。 7、变形一般分为( )变形和( )变形两种,不能随载荷的去除 而消失的变形称为( )变形。 8、细化晶粒的根本途径是控制结晶时的( )及( )。
铁碳相图和铁碳合金(白底+简化)
![铁碳相图和铁碳合金(白底+简化)](https://img.taocdn.com/s3/m/06a5a08e10661ed9ac51f341.png)
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12
铁素体的显微组织
铁素体的显微组织与纯铁相同,用4%硝 酸酒精溶液浸蚀后,在显微镜下呈现明 亮的多边形等轴晶粒。
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奥氏体的组织
奥氏体的组织与铁素体相似,但晶界较为 平直,且常有孪晶存在。
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(3)Fe3C(渗碳体) cementite
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4
(1)纯铁pure iron(多型性)
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➢ 纯铁熔点1538℃,温度变化 时会发生同素异构转变。
➢ 在912℃以下为体心立方 , 称α铁(α-Fe);
➢ 低温的铁具有铁磁性,在 770℃ 以 上 铁 磁 性 趋 于 消 失 。
➢ 912℃—1394℃ 之 间 为 面 心 立方,称为γ铁(γ-Fe);
称为铸铁 ➢含碳量小于0.0218%的铁碳合金则称为工
业纯铁
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25
根据组织特征可将铁碳合金分为以下七种
①工业纯铁(<0.0218%C); ②共析钢,0.77%C; ③亚共析钢(0.0218%—0.77%C); ④过共析钢(0.77%-2.11%C); ⑤共晶铸铁(4.30%C); ⑥亚共晶铸铁(2.11%-4.30%C); ⑦过共晶铸铁(4.30%—6.69%C)。
G 912
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0
α与γ同素异构转变点(A3)
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2、 Fe-Fe3C相图分析
特征点
符号 H J K N P S Q
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温度/℃ 1495 1495 727 1394 727 727 室温
含碳量/% 含义
0.09 碳在δ-Fe中的最大溶解度
《铁碳合金相图》word版
![《铁碳合金相图》word版](https://img.taocdn.com/s3/m/3c9891e3f111f18583d05af0.png)
铁碳合金的结晶一.铁碳相图☆提示:重点内容铁碳相图是研究钢和铸铁的基础,对于钢铁材料的应用以及热加工和热处理工艺的制订也具有重要的指导意义。
铁和碳可以形成一系列化合物,如Fe3C、Fe2C、FeC等, 有实用意义并被深入研究的只是Fe-Fe3C部分,通常称其为 Fe-Fe3C相图, 此时相图的组元为Fe和Fe3C。
Fe-Fe3C相图Fe-FeC相图中各点的温度、碳含量及含义31. 铁碳合金的组元(1) Fe 铁是过渡族元素, 熔点或凝固点为1538℃, 相对密度是7.87g/cm3。
纯铁从液态结晶为固态后, 继续冷却到1394℃及912℃时, 先后发生两次同素异构转变。
(见2-1-2)?纯铁是如何结晶的工业纯铁的机械性能特点是强度低、硬度低、塑性好。
主要机械性能如下:抗拉强度极限σb180MPa~230MPa抗拉屈服极限σ0.2100MPa~170MPa延伸率δ30%~50%断面收缩率ψ 70%~80%冲击韧性 a k 1.6×106J/m2~2×106J/m2硬度50HB~80HB(2) Fe3C Fe3C是Fe与C的一种具有复杂结构的间隙化合物, 通常称为渗碳体, 用Cm表示。
渗碳体的机械性能特点是硬而脆, 大致性能如下:2. 铁碳合金中的相Fe-Fe3C相图中存在五种相。
①液相L 液相L是铁与碳的液溶体。
②δ相δ相又称高温铁素体, 是碳在δ-Fe中的间隙固溶体, 呈体心立方晶格, 在1394℃以上存在, 在1495℃时溶碳量最大, 为0.09%。
③α相α相也称铁素体, 用符号 F或α表示, 是碳在α-Fe 中的间隙固溶体, 呈体心立方晶格。
铁素体中碳的固溶度极小, 室温时约为0.0008%, 600℃时为 0.0057%, 在727℃时溶碳量最大, 为0.0218%。
铁素体的性能特点是强度低、硬度低、塑性好。
其机械性能与工业纯铁大致相同。
④γ相相常称奥氏体, 用符号 A或γ表示, 是碳在γ-Fe中的间隙固溶体, 呈面心立方晶格。
(完整版)铁碳合金相图(一)
![(完整版)铁碳合金相图(一)](https://img.taocdn.com/s3/m/d53f39bbbd64783e08122b2a.png)
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。
作业 布置
教
学生听课 情况
学 学生掌握
后
情况
记 存在的问 题
审查签字
习题册
年月日
教师活 动
一、新课导入
教学过程 教学内容
学生活动
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。
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。
铁碳合金相图
![铁碳合金相图](https://img.taocdn.com/s3/m/dec7d03190c69ec3d5bb75ab.png)
碳钢,自液态缓冷至室温时的结晶过程和室温组织。
第四节 铁碳合金的成分、组织、性能间的关系
一、含碳量与平衡组织间的关系
运用杠杆定律求得含碳量与铁碳合金缓冷后的组织组分及相组分间 的定量关系(如图4-16所示)
图4-16 铁碳合金中含碳量与组织组分及相组分间的关系
二、含碳量与力学性能间的关系
由图4-17可知,当钢中 ω C<0.9%时,随着钢中含碳量的增 加,钢的强度、硬度呈直线上升, 而塑性、韧性不断降低; 当钢中ω C>0.9%时,因渗碳体 网的存在,不仅使钢的塑性、韧 性进一步降低,而且强度也明显 下降。
Fe3C的结构 渗碳体硬度很高,脆性很大,塑性极差。
8
渗碳体的分子式为 Fe3C ,它是一种具有复杂晶格结
构的间隙化合物。它的含碳量为6.69%;熔点为1227℃ 左右;不发生同素异晶转变;但有磁性转变,它在230℃ 以下具有弱铁磁性,而在230℃以上则失去铁磁性;其 硬度很高(相当于HB800),而塑性和冲击韧性几乎等于 零,脆性极大。
f.在进行热轧和锻造时,通常将钢材加热到1000~1250℃。
g.钢铆钉一般用低碳钢制作。 h.钳工锯削70钢、T10钢、T12钢比锯20钢、30钢费力,锯条易磨钝。
简化后的Fe-Fe3C相图
三、铁-渗碳体相图中铁碳合金的分类
Fe-Fe3C相图中不同成分的铁碳合金,具有不同的显微组织和性能, 通常根据相图中P点和E点,可将铁碳合金分为工业纯铁,钢和白口铸 铁三大类。 工业纯铁(P点左面)
它的力学性能介于铁素
体和渗碳体之间,即其 强度、硬度比铁素体显 著增高,塑性、韧性比 铁素体要差,但比渗碳
体要好得多。
珠光体组织呈指纹状,其中白色的基底为铁素体
铁炭合金相图
![铁炭合金相图](https://img.taocdn.com/s3/m/f668598a83d049649b66588d.png)
Fe3CIII
6.69 %
6.69 X 1 100% 6.69 0.0008 WFe3C 1 WF WF
思考:什么情况下室温析出Fe3CIII最多? 如何计算? 相组成:F,Fe3C。
2) 共析钢 (C%为0.77%)
T/ ℃
A
1 2 L+A
A A+F L C A+Fe3C 727℃ F+Fe3C K D
1.铁素体 ( Ferrite )
概念:碳溶于α–Fe中形成 的间隙固溶体,用F或α表示。 铁原子 组织形态:白亮色的等轴多 边形(4%硝酸酒精浸蚀)。
碳原子
性能:强度、硬度低,韧 性、塑性好。
附注: 高温铁素体:碳在δ-Fe中 形成的间隙固溶体称为δ铁素 体,也叫高温铁素体。
铁素体的晶体结构
2. 奥氏体 (Austenite )
D
L+ Fe3C
GS:奥氏体转变为铁素体的开 始线, 又称A3线 ES:碳在奥氏体中的溶解 度曲线, 又称Acm线 ECF:共晶转变线
G
F
F
727℃
K
GP:奥氏体转变为铁素 体的终了线 PQ:碳在铁素体中溶解度线 PSK:共析转变线, 又称A1线
Q Fe
C%
6.69%C
Fe3C
四、典型合金结晶过程分析
Q
Fe
C/%
6.69%C Fe3C
2. 相区分析
A
L T/ ℃ L+A D
单相区——4个,L、 A、F 、Fe3C ; 两相区——5个,L +A、L+Fe3C、F+A、 A+Fe3C、F+ Fe3C;
A G F A+F
1148℃ E A+Fe3C
第3章 铁碳合金相图
![第3章 铁碳合金相图](https://img.taocdn.com/s3/m/a1b57a87e53a580216fcfeaa.png)
珠光体(P)
Pearlite
HBS=170~230 (纯铁HBS=50~80)
工程材料及热加工
莱氏体 奥氏体(珠光体)与渗碳体的机械混合物
含碳量:4.3% 共晶反应式:
L 4 .3 % C (A+Fe3C)
1148 C
性能:硬度高,塑性、韧性差
莱氏体(L)
Ledeburite
工程材料及热加工
珠光体中的渗碳体称共析渗碳体。
工程材料及热加工
合金液体在 1-2点间转变 为。到S点 发生共析转 变:
S⇄P+Fe3C, 全部转变
为珠光体。
工程材料及热加工
4)过共析钢结晶动态示意图 液相
奥氏体
析 出
奥氏体+二次渗碳体
共析 转变
珠光体+二次渗碳体
从奥氏体中析出的Fe3C称二次渗碳体, 用Fe3CⅡ表示
组成物标注区别 主要在+ Fe3C和
+Fe3C两个相区. + Fe3C相区中有
四个组织组成物
区, +Fe3C 相区
+ Fe3C
+ Fe3C
中有七个组织组
成物区。
工程材料及热加工
A
H
L+
温N A+ 度
A
J
B
L
D
L+A
E S
P A+ Fe3CⅡ P+ Fe3CⅡ
C A+ Fe3C
工程材料及热加工
第三章 铁碳合金相图
第一节 铁碳合金的组元及基本相 第二节 Fe-Fe3C相图 第三节 含碳量对碳钢组织与性能的影响
铁碳合金相图1
![铁碳合金相图1](https://img.taocdn.com/s3/m/daa2f4bdf524ccbff12184d3.png)
一、铁碳合金相图 铁碳合金相图是研究钢 和铸铁的基础,对于钢铁材 料的选用以及热加工和热处 理工艺的制订也具有重要的 指导意义。 铁和碳可以形成一系列 化合物,如Fe3C、Fe2C、FeC 等, 有实用意义并被深入研 究的只是Fe-Fe3C部分。 ☆ 老师提示:重点内容
二、 铁碳合金中的基本相及组织 1、纯铁的同素异构转变
铁碳 合金
钢
含碳量为2.11%—6.69%的铁碳合金。 白口铸铁 共晶白口铸铁:含碳量为4.3%; 亚共晶白口铸铁:含碳量在2.11%—4.3%之间; 过共晶白口铸铁:含碳量在4.3%—6.69%之间;
3、典型铁碳合金的结晶过程分析
工业纯铁的结晶过程
(1) 共析钢 [w(C) = 0.77%]平衡结晶过程
渗碳体的显微组织
奥氏体的晶格结构
渗碳体的晶格结构
5、珠光体( pearlite ): 铁素体(F)和渗碳体(Fe3C)组成的机械混合物。 用符号P表示。 性能---力学性能介于两者之间。常见的形态是铁素体与渗碳 体片层相间分布的,片层越细密,强度越高。
珠光体的显微组织
珠光体的显微组织
6、莱氏体( ledeburite ): 奥氏体(A)和渗碳体(Fe3C)组成的机械混合物。 用符号Ld表示。 性能---硬度高,塑性差。
(3)过共析钢[0.77%<w(C) ≤2.11%]平衡结晶过程
L→L+A→A→A+Fe3CII→As+Fe3CII →P+Fe3CII
因此室温平衡组织为Fe3CII +P。 在显微镜下, Fe3CII呈网状分布在层片状P周围。
T12钢的室温平衡组织 Fe3CII +P 含1.2%C的过共析钢的组成相为F和Fe3C; 组织组成物为 Fe3CII和 P, 它们的质量分数为多少?
铁碳相图01
![铁碳相图01](https://img.taocdn.com/s3/m/4307aa4e2e3f5727a5e96231.png)
二、典型铁碳合金的平衡结晶过程及பைடு நூலகம்织
2.碳钢的结晶过程分析
1)共析钢(T8钢) 含碳量为0.77% 1点以上 L 1~2 L+A 2~3 A 3~3’点 A→P 3点以下 P(F+Fe3C)
P中各相含量
共析钢组织金相图
2)亚共析钢(45钢) 含碳量在 0.02%~0.77%之间 1点以上 L 1~2 L+A 2~3 A 3~4 A+F 4~4’ A→P 4’点以下 P+F
力学性能;
高碳钢具有高的硬度。
为了保证钢具有足够的强度和一定的塑性、韧性,工业上所 用碳钢的含碳量 一般都不超过 1.3%。
纯铁含碳量很低,由单相α构成,塑性好,硬度和强度都很 低。 亚共析钢的组织有不同数量的α和P组成。随着含碳量的增 加,组织中P的数量相应增加,钢的硬度、强度上升,而塑性 下降。 共析钢的缓冷组织由片层状的P构成。由于Fe3C是一个强化 相,以细片状分散分布在软韧的α基体上,起到了强化作用, 使P具有较高的强度和硬度,但塑性较差。 过共析钢缓冷后的组织由P和Fe3CⅡ所组成。随着含碳量的 增加,Fe3CⅡ的数量逐渐增加。当含碳量不超过1.0%时,由 于晶界上析出的Fe3CⅡ一般还没有连成网状,故对性能影响不 大。当含碳量超过1.0%后,因数量的增加并呈连续网状分布 ,故使钢具有很大的脆性,塑性很低,强度也随之降低。
亚共晶白口铁组织金相图
(3)过共晶生铁结晶过程分析(4.3%<wc<6.69%)
1点以上 L 1~2 L+Fe3CⅠ 2~2’ Fe3CⅠ+Ld 2~3 Fe3CⅠ+Ld (A+Fe3CⅡ+Fe3C) 3~3’ Fe3CⅠ+ Ld’ (P+Fe3CⅡ+Ld’) 3~4 Fe3CⅠ+ Ld’
铁碳合金相图(超清楚版)
![铁碳合金相图(超清楚版)](https://img.taocdn.com/s3/m/63edf272844769eae009edb8.png)
特性点符号 温度/ ℃ ω c(%) 含义
A 1 538
0
熔点:纯铁的熔点
C 1 1 48
4. 3 共晶点:发生共晶转变L4. 3→Ld( A2. 1 1 %+Fe3C共晶)
D 1 227
6. 69 熔点:渗碳体的熔点
E 1 1 48
2. 1 1 碳在γ- Fe中的最大溶解度点
G 91 2
0
同素异构转变点
P+Fe3CⅡ+L' d
L C 4. 3
L' d
1 227 D L+Fe3CⅠ
F
Fe3CⅠ+Ld 727 K
Fe3CⅠ+L' d
F+Fe3CⅢ
Fe
1
22. 1 3
4 4.3 5
6 6. 69 C( %)
Fe- Fe3C合金相图
1 、铁素体:碳在α-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体,用符号F或α表示。碳在 α - Fe中的溶解度很低,因此,铁素体的机械性能与纯铁相近,其强度、硬度较低, 但具有良好的塑性、韧性。
温度/ ℃
A1 538 L+δ
1 500
δ
B( 1 495/ 0. 53) δ +γ
1 400 N1 394
1 300
1 200
1 1 00
γ
1 000
L+γ
E 2. 1 1
1 1 48
900 G91 2
A+Fe3CⅡ+Ld
800 700
α
α+γ P
0. 0218
A+Fe3CⅡ S
0. 77
600Q F+P P P+Fe3CⅡ
铁碳合金相图1
![铁碳合金相图1](https://img.taocdn.com/s3/m/61c3a20dde80d4d8d15a4fa7.png)
2015-3-3
奥氏体(A或γ)(Austenite) 奥氏体是碳溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体,面心 立方晶格。碳在γ-Fe中的溶碳量较高,1148℃时 2.11%;1148℃时为0.77%。其强度和硬度比铁素体高, 塑性、韧性也好。其晶粒呈多边形,晶界较铁素体平 直。
2015-3-3
渗碳体(Fe3C)(Cementite) 渗碳体是铁与碳形成的金属化合物,碳含量是6.69%, 具有复杂的晶体结构。其力学性能特点是硬度高,脆性 大,塑性几乎为零。渗碳体是钢中的强化相,根据生成 条件不同渗碳体有条状、网状、片状、粒状等形态,它 们的大小、数量、分布对铁碳合金性能有很大影响。
铜镍二元合金相图
2015-3-3
2015-3-3
2、匀晶结晶特点 (1)形核与长大 (2)变温结晶
2015-3-3
(3)两相的成分确定 (4)两相的质量比一定
2015-3-3
2015-3-3
提示: 杠杆的两个端点为给定温度时两相的成分点,支点 为合金的成分点。 杠杆定律只适用于相图中的两相区。 杠杆定律只能在平衡状态下使用。
2015-3-3
2015-3-3
2015-3-3
2015-3-3
2015-3-3
2015-3-3
2015-3-3
2015-3-3
2015-3-3
三、 发生共析反应的合金的结晶
2015-3-3
四、 含有稳定化合物的合金的结晶
2015-3-3
§2.5.1 铁碳合金相图
一、 铁碳相图 是研究钢和铸铁的基础,对于钢铁材料的应用以及 热加工和热处理工艺的制订也具有重要的指导意义。 铁和碳可以形成一系列化合物,如Fe3C、Fe2C、 FeC等。 有实用意义的是Fe—Fe3C部分,称为Fe—Fe3C 相图。
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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
记
题
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
程
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。