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1、單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,上講知識點：,,一、金屬材料性能,,二、金屬晶體構(gòu)造,,,,,1,、晶體、晶體結(jié)構(gòu),,,2,、金屬結(jié)晶過程、過冷、過冷度、冷卻速度,,,3,、金屬同素異晶轉(zhuǎn)變,,,4,、合金基本組成物及二元合金相圖,,,本講內(nèi)容：鐵碳合金（,Fe-C Alloy,知識點）,,一、鐵碳合金基本組織,,二、鐵,-,碳合金相圖,,三、鐵碳合金分類,,四、舉例分析不同成分鐵,-,碳合金結(jié)晶過程,,五、碳含量對鐵碳合金組織和性能影響,,六、鐵碳合金相圖應(yīng)用,,第二講：鐵碳合金,Fe-C Alloy,,一、鐵碳合金基本組

2、織,Basic Structure of,Fe-C Alloy,,1.,鐵素體,（,Ferrite,）,：,（,0.008-0.02,）,%C,,,碳溶解在,α- Fe,中形成的固溶體。,,特點：塑性、韌性好，延伸率,δ=,（,45-50,）,%,；,,,但強度和硬度低。,,應(yīng)用：工業(yè)用純鐵,,,組織：,100%,鐵素體（,F),,2.,奧氏體,（,Austenite,）,：,（,0.77-2.08,）,%C,,,碳溶解在,γ- Fe,中形成的固溶體。,,特點：只在,723℃,以上存在，塑性好、硬度低。,,應(yīng)用：鋼的壓力加工就在奧氏體狀態(tài)下進行。,,,3.,滲碳體,Cementite,,：,

3、（,Fe,3,C,）,,6.67%C,,,Fe,與,C,形成的金屬化合物。,,特點：硬度高，塑性差；在鋼中起骨架作用。,,注意：,條件許可時，滲碳體會分解成鐵,+,石墨。,,,4.,機械混合物：珠光體,Pearlite,；,萊氏,Ledeburite,,,,珠光體（,P,）：,室溫組織,,組成：鐵素體,+,滲碳體 （,F+Fe,3,C,）,,性能：強度和硬度高；塑性較差,,,,萊氏體（,Le,）：,高溫組織,,組成：奧氏體,+,滲碳體 （,A+Fe,3,C,）,,,性能：強度和硬度高；塑性較差,,在室溫下,：因,A,,轉(zhuǎn)變,成（,P+ Fe,3,C,），,,萊氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樽儜B(tài)萊氏體（,Le’,）

4、。,,二、鐵,-,碳合金相圖,Fe-C,,Equilibrium Diagram,,1.,特征點：,,,A,、,C,、,D,、,E,、,G,、,P,、,S,和,Q,點含義；,,2,.,特性線：,,,ABCD,線,——,液相線,(,Liquidus,),,AHJECF,線,——,固相線,( Solidus),,,,ECF,線,(Eutectic Line),——,共晶線（,1147℃,）,,,,,PSK,線,(Eutectoid Line),——,共析線（,727℃,）,,,GS,線（,A,3,）,——,奧氏體中開始析出鐵素體線。,,,ES,線（,A,cm,）,——,碳在,γ-,鐵中的溶解度線

5、。,,,,PQ,線,——,碳在,α-,鐵中的溶解度線。,,,3.,區(qū)域：兩相區(qū),,,液相,+,固相；固相,+,固相,,圖,1.,鐵,-,碳合金相圖,Liquid,Austenite,,三、鐵碳合金分類,Class of Fe-C Alloy,,,,1.,工業(yè)純鐵,(Pure Iron),：,C,＜,0.02%,,,,2.,鋼,(Steel),：,0.02%,＜,C,＜,2.11%,,,注：以含碳,0.77%,為界，有亞共析和過共析鋼。,,,,,3.,生鐵,(Cast Iron),：,2.11%,＜,C,＜,6.69%,,,注：以碳,4.30%,為界，分亞共晶和過共晶鐵。,,,四、舉例分析不同成

6、分鐵,-,碳合金結(jié)晶過程,,分析五種成分的鐵,-,碳合金，從冷卻、結(jié)晶和直到室溫的組織形成過程：,,Ⅰ,：亞共析鋼,L A F + P,,Ⅱ,：共析鋼,L A P,,Ⅲ,：過共析鋼,L A Fe,3,C + P,,,Ⅳ,：亞共晶生鐵,L A + Le P + Le’,,Ⅴ,：共晶生鐵,L Le Le’,,Ⅵ,：過共晶生鐵,L Fe,3,C+Le Fe,3,C + Le’,,,Ⅰ,Ⅱ,,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅴ,圖,2,分析,Ⅰ,、,Ⅱ,、,Ⅲ,、,Ⅳ,、,Ⅴ,六個成分冷卻、結(jié)晶過程,

7、Ⅵ,,圖,3,共析鋼組織轉(zhuǎn)變示意圖,Eutectoid transformation,,,共析鋼金相組織圖,Eutectoid transformation,,,圖,4,亞共析鋼組織轉(zhuǎn)變示意圖,Sub-eutectoid,,亞共析鋼金相組織圖,Sub-eutectoid,,圖,5,過共析鋼組織轉(zhuǎn)變示意圖,Over-eutectoid,,過共析鋼組織金相圖,Over-eutectoid,,圖,6,共晶成分組織轉(zhuǎn)變示意圖,Eutectic transformation,,,圖,7,亞共晶成分組織轉(zhuǎn)變示意圖,,Sub- Eutectic transformation,,圖,8,過共晶成分組織轉(zhuǎn)變示意

8、圖,,Sub- Eutectic transformation,,六、碳對鐵碳合金組織和性能影響,,,1.,組織變化：,,隨碳含量增加，滲碳體（,Fe,3,C,）,量增多，基體由鐵素體（,F,）,變成珠光體（,P,）、,繼而又轉(zhuǎn)變成萊氏體（,Le,）；,形態(tài)也由片狀變成網(wǎng)狀。,,,,,2.,性能變化：,,小于,1.0%,時，隨碳含量增加，強度和硬度提高，韌性和塑性降低；大于,1.0%,時，網(wǎng)狀滲碳體出現(xiàn)，硬度雖增大，但強度下降。所以高碳鋼適于制造模具和工具。工業(yè)用鋼碳小于,1.4%,。,,,鋼的性能隨碳含量的變化變化,：,,七、鐵碳合金相圖應(yīng)用,Application of Fe-C Equi

9、librium Diagram,,,1.,在鑄造中應(yīng)用,：,Application in Foundry,,（,1,）,確定鋼和鑄鐵澆注溫度；,,（,2,）判斷其流動性好壞和收縮大小。,,,2.,在鍛造中應(yīng)用：,Application in Forging,,,確保鋼在奧氏體區(qū)域內(nèi)變形。,,,,,3.,在熱處理中應(yīng)用,：,Application in Heat treatment,,,制定熱處理工藝依據(jù)。,,,鐵碳合金,總結(jié),,,一、鐵,-,碳合金相圖,,會分析各種不同成分鐵,-,碳合金的結(jié)晶過程,,二、碳含量對鐵碳合金組織和性能影響,,,三、鐵碳合金相圖應(yīng)用,,Questions:,,St

10、ate the difference between steel and cast iron!,,State how the carbon content influences the strength and ductility of steel !,,Describe the cooling process of typical ferrous alloys !,,,詞匯,,二元合金相圖 ：,,,Equilibrium Diagram of Binary Alloy,,鐵碳合金：,Fe-C Alloy,,鐵碳合金基本組織：,,,Basic Structure of Fe-C Alloy,

11、,鐵素體：,Ferrite,,奧氏體：,Austenite,,滲碳體：,Cementite,,,珠光體：,Pearlite,,,萊氏體：,Ledeburite,,鐵,-,碳合金相圖：,Fe-C,,Equilibrium Diagram,,液相線：,Liquidus,,固相線：,Solidus,,共晶線：,Eutectic Line,,共析線：,Eutectoid Line,,鐵碳合金分類：,Class of Fe-C Alloy,,工業(yè)純鐵：,Pure Iron,,,,,共析轉(zhuǎn)變：,Eutectoid Transformation,,亞共析轉(zhuǎn)變：,Sub-Eutectoid Transform,,過共析轉(zhuǎn)變：,Over-Eutectoid Transformation,,共晶轉(zhuǎn)變：,Eutectic Transformation,,亞共晶轉(zhuǎn)變：,Sub- Eutectic Transformation,,鋼：,Steel,,生鐵：,Cast Iron,,,鐵碳合金相圖應(yīng)用：,,Application of Fe-C Equilibrium Diagram,,在鑄造中應(yīng)用：,Application in Foundry,,在鍛造中應(yīng)用：,Application in Forging,,在熱處理中應(yīng)用：,Application in Heat treatment,,