课题4 铁碳合金相图的应用及局限性

一些热处理工艺如退火、正火、淬火的加热
温度都是依据Fe- Fe3C相图确定的。因此有重要 的意义。
Fe-Fe3C相图在应用时的局限性
在运用Fe-Fe3C相图时应注意以下两点：
①Fe-Fe3C相图只反映铁碳二元合金中相的平
衡状态 , 如含有其它元素 , 相图将发生变化。
②Fe-Fe3C相图反映的是平衡条件下铁碳合金
二、45#钢（含碳量0.45%的钢）和 4.5%铸铁可锻性分析比较
• 内部组织结构决定的。
工具要用硬度高和耐磨性好的材料, 则选 碳含量高的钢钟。
相图的应用
纯铁的强度低, 不宜用做结构材 料 , 但由于其导磁率高 , 矫顽力低 , 可作软磁材料使用, 例如做电磁铁的 铁芯等。
白口铸铁硬度高、脆性大，不能
切削加工，也不能锻造，但其耐磨性 好，铸造性能优良，适用于作要求耐 磨、不受冲击、形状复杂的铸件，例 如拔丝模、冷轧辊、犁铧、球磨机的 磨球等。
区间较小, 铸造性能较好。
相图的应用——热锻、热轧工艺方面的 应用
钢处于奥氏体状态时
强度较低 , 塑性较好 , 因 此锻造或轧制选在单相奥
氏体区进行。一般始锻、
始轧温度控制在固相线以 下 100℃～ 200℃范围内。
一般始锻温度为 1150℃～
1250℃, 终 锻 温 度 为 750℃～850℃。
相图的应用——铸造工艺方面的应用
根 据 Fe- Fe3C 相 图 确 定 合 金 的浇注温度。浇注温度一般在液相 线以上 50℃～ 100℃。纯铁和共晶
白口铸铁的铸造性能最好, 它们的
凝固温度区间最小, 因而流动性好, 分散缩孔少, 可以获得致密的铸件,
所以选在共晶成分附近。在铸钢生
产中 , 碳含量规定在 0.15-0.6% 之 间, 因为这个范围内钢的结晶温度
中相的状态, 若冷却或加热速度较快时, 其
组织转变就不能只用相图来分析了。
任务实施
• 一、铁碳合金材料进行锻造的条件分析
锻造——在力的作用下，使材料发生塑性变形，获得一定形状、尺寸和力学 性能的原材料、零件或毛坯的加工方法。
可锻性——金属的塑性和变形抗力来衡量。
纯铁、低碳钢、高碳钢可锻性的比较
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
由各自的成分和组织结构决定。 奥氏体状态的塑性最好：能否获得塑性很好的奥氏体组织状态。
课题四
Fe- Fe3C相图的应用 及局限性
Fe- Fe3C相图在生产中具有巨大的实际意义, 主要应用
在钢铁材料的选用和加工工艺的制订两个方面。
建筑结构和各种型钢需用塑性、韧性好的材料, 选用碳 含量较低的钢材。
相图的应用
机械零件需要强度、塑性及韧性都较好的 材料, 应选用碳含量适中的中碳钢。
相图的应用
相图的应用——焊接工艺方面的应 用
• 焊接过程中，焊接件从焊缝到母材各区域 的距离不同，各区域受到焊缝影响的程度 不同，导致各区域的加热温度不同，可以 根据铁碳合金相图分析，受不同加热温度 的各个区域在随后的冷却过程中可能会出 现的不同组织结构，为热处理改善其性能 提供依据。
相图的应用——在热处理工艺方面的应用