二元合金相图与铁碳合金相图讲稿.ppt

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1、二元合金相图与铁碳合金相图第一页，讲稿共五十六页哦二元合金相图二元合金相图二元合金相图二元合金相图铁碳合金相图铁碳合金相图铁碳合金相图铁碳合金相图相图的应用相图的应用相图的应用相图的应用第第2章章 二元合金相图与铁碳相图二元合金相图与铁碳相图2第二页，讲稿共五十六页哦二元合金相图二元合金相图 基本概念基本概念二元合金相图二元合金相图：表示表示二元合金系二元合金系中不同成分的合金在中不同成分的合金在温度极缓慢变化温度极缓慢变化条条件下，各不同温度下件下，各不同温度下相组成相组成和和相变化相变化的的图图；二元合金系二元合金系：由某两种元素组成的各种不同成分合金的由某两种元素组成的各种不同成分合金的

2、总和总和；合金相图是制定铸造、锻造、热处理等工艺的重要依据，合金相图是制定铸造、锻造、热处理等工艺的重要依据，也是研究合金组织、组织转变及合金性能的有力工具。也是研究合金组织、组织转变及合金性能的有力工具。指极缓慢的冷却或加热，此时发生相变，原子可进行充分的扩散，得到的组织是稳定或平衡的，这种极缓慢冷却或加热，使原子能够进行充分扩散的状态叫平衡状态。3第三页，讲稿共五十六页哦二元合金相图二元合金相图 相图的建立相图的建立所有的合金相图都是通过所有的合金相图都是通过实验方法实验方法得到的，一般是利用合金相变时产生的各种得到的，一般是利用合金相变时产生的各种变化测定相变点，绘制合金相图；变化测定相

3、变点，绘制合金相图；建立方法建立方法：以铜镍合金为例，总共包括以下四步：以铜镍合金为例，总共包括以下四步：常用常用热分析法热分析法和和金相法金相法；建立步骤建立步骤：4第四页，讲稿共五十六页哦Cu-Ni合金相图的合金相图的建立步骤建立步骤：配制不同成分的配制不同成分的Cu-Ni合金，见表；合金，见表；作出每种合金的冷却曲线，并找出其相变温度，即各曲线上开始和终作出每种合金的冷却曲线，并找出其相变温度，即各曲线上开始和终止结晶温度即止结晶温度即临界点临界点，见表；，见表；画出温度画出温度-成分坐标系，在各成分垂线上标出临界点温度；成分坐标系，在各成分垂线上标出临界点温度；连接临界点中连接临界点中

4、物理意义相同物理意义相同的点，即得的点，即得Cu-Ni合金相图合金相图。合金编号成分（）结晶温度（）CuNi开始结束100806040200020406080100108311701260134714101452108311381200128513821452二元合金相图二元合金相图 相图的建立相图的建立5第五页，讲稿共五十六页哦二元合金相图二元合金相图 相图的建立相图的建立6第六页，讲稿共五十六页哦Cu-Ni合金相图的合金相图的解读解读：二元合金相图二元合金相图 相图的建立相图的建立第一个点第一个点A、第二个点、第二个点B分别为分别为Cu、Ni的的熔点熔点；各结晶开始温度连线为各结晶开始温度

5、连线为液相线液相线，该线以上为，该线以上为液相区液相区，L；各结晶终止温度连线为各结晶终止温度连线为固相线固相线，该线以下为，该线以下为固相区固相区，；固、液相线之间的区域固液相并存，即固、液相线之间的区域固液相并存，即双相区双相区，L+；双相区说明双相区说明Cu-Ni合金合金的结晶是在一个的结晶是在一个温度范围内温度范围内进行的，这一点与进行的，这一点与纯金纯金属属的结晶有所区别。的结晶有所区别。7第七页，讲稿共五十六页哦Cu-Ni合金相图是最简单的二元合金相图，通常合金的相图都很复杂，但都是由合金相图是最简单的二元合金相图，通常合金的相图都很复杂，但都是由几种几种基本相图基本相图组合而成：

6、组合而成：二元匀晶相图二元匀晶相图二元共晶相图二元共晶相图二元共析相图二元共析相图二元合金相图二元合金相图种类种类：8第八页，讲稿共五十六页哦二元合金相图二元合金相图 匀晶相图匀晶相图概念概念：二元合金系中二组元在液态和固态均能无限互溶所构成的相图，即二元合金系中二组元在液态和固态均能无限互溶所构成的相图，即二元匀晶相图二元匀晶相图；例例具有二元匀晶相图的合金系主要有：具有二元匀晶相图的合金系主要有：Cu-Ni、Cu-Au、Fe-Ni、W-Mo等；等；以以Cu-Ni合金为例，来分析具有合金为例，来分析具有二元匀晶相图二元匀晶相图的二元合金系的结晶的二元合金系的结晶过程与产物。过程与产物。9第九

7、页，讲稿共五十六页哦二元合金相图二元合金相图 匀晶相图匀晶相图10第十页，讲稿共五十六页哦从二元合金相图中的从二元合金相图中的双相区双相区，不仅可知道两相的成分，还可得，不仅可知道两相的成分，还可得知两相的知两相的相对重量相对重量；杠杆定律杠杆定律：研究表明，固液二相的相对量关系，如同力学中的杠杆定研究表明，固液二相的相对量关系，如同力学中的杠杆定律，因此可得二元合金相平衡计算的律，因此可得二元合金相平衡计算的杠杆定律杠杆定律；注！注！杠杆定律只适用于杠杆定律只适用于两相平衡区两相平衡区中，中，两平衡相的相对含量两平衡相的相对含量计算！计算！二元合金相图二元合金相图 匀晶相图匀晶相图11第十一

8、页，讲稿共五十六页哦二元合金相图二元合金相图 匀晶相图匀晶相图12第十二页，讲稿共五十六页哦二元合金相图二元合金相图 匀晶相图匀晶相图13第十三页，讲稿共五十六页哦二元合金相图二元合金相图 共晶相图共晶相图概念概念：两组元在液态时无限互溶，固态时有限溶解，结晶时发生两组元在液态时无限互溶，固态时有限溶解，结晶时发生共晶转变共晶转变，形，形成两相机械混合物的相图，即成两相机械混合物的相图，即共晶相图共晶相图；一定成分的液相，在一定温度下，同时结晶出成分不同的两种固相的转一定成分的液相，在一定温度下，同时结晶出成分不同的两种固相的转变变，即，即共晶转变共晶转变；例例Pb-Sn、Pb-Sb、Cu-A

9、g等合金系具有二元共晶相图；等合金系具有二元共晶相图；以以Pb-Sn合金为例，来分析具有合金为例，来分析具有二元共晶相图的二元合金系的结晶二元共晶相图的二元合金系的结晶过程与产物。过程与产物。14第十四页，讲稿共五十六页哦Pb-Sn二元合金（共晶）相图二元合金（共晶）相图二元合金相图二元合金相图 共晶相图共晶相图15第十五页，讲稿共五十六页哦Pb-Sn相图分析相图分析：e点称为点称为共晶点共晶点；ced线称为线称为共晶线共晶线；对应于对应于共晶点共晶点的合金称为的合金称为共晶合金共晶合金；成分位于成分位于ce之间的合金称为之间的合金称为亚共晶合金亚共晶合金；成分位于成分位于ed之间的合金称为之

10、间的合金称为过共晶合金过共晶合金。二元合金相图二元合金相图 共晶相图共晶相图16第十六页，讲稿共五十六页哦二元合金相图二元合金相图 共析相图共析相图概念概念：从一个固相中同时析出成分从一个固相中同时析出成分和晶体结构完全不同的两种和晶体结构完全不同的两种新固相的转变过程（新固相的转变过程（共析转共析转变变）的相图）的相图，即，即共析相图共析相图。17第十七页，讲稿共五十六页哦解读解读：图中图中A、B为两组元，合金结晶后得到为两组元，合金结晶后得到固溶体，固溶体，c固溶体在恒温下进行固溶体在恒温下进行共析转变共析转变：c点为点为共析点共析点，dce为为共析线共析线，对应的温度为，对应的温度为共析

11、温度共析温度；(d+e)称为称为共析体共析体；cd +e 共析转变在固态下进行，转变温度较低，原子扩散困难，故过冷度较大，共析转变在固态下进行，转变温度较低，原子扩散困难，故过冷度较大，与共晶体相比，共析体组织较细小且均匀。与共晶体相比，共析体组织较细小且均匀。特点特点：二元合金相图二元合金相图 共析相图共析相图18第十八页，讲稿共五十六页哦铁碳合金铁碳合金：铁碳合金相图铁碳合金相图主要成员是主要成员是碳钢碳钢与与铸铁铸铁；铁碳合金相图铁碳合金相图：研究极缓慢冷却或加热条件下，铁碳合金的成分、组织与性能研究极缓慢冷却或加热条件下，铁碳合金的成分、组织与性能之间关系及其变化规律的之间关系及其变化

12、规律的图形图形。都是以都是以铁铁和和碳碳为基本元素的为基本元素的合金，其合金，其机械、工艺性能优良，故应机械、工艺性能优良，故应用广泛；用广泛；改变改变化学成分化学成分和和工艺条件工艺条件（温度、冷却速度等），可获得不同（温度、冷却速度等），可获得不同的组织和性能，以满足多种需要。的组织和性能，以满足多种需要。19第十九页，讲稿共五十六页哦铁碳相图的研究范围铁碳相图的研究范围：C5的铁碳合金太脆，无实用价值，故实际使用的铁碳合金太脆，无实用价值，故实际使用C5%！有实用价值部分，即有实用价值部分，即C6.69%的的Fe-Fe3C相图，相图，故所研究的铁碳合金基本组元是故所研究的铁碳合金基本组元

13、是Fe与与Fe3C，属，属二元合金。二元合金。按按含碳量含碳量不同，可形成三种：不同，可形成三种：含碳量含碳量6.69%，形成，形成Fe3C含碳量含碳量6.69%，随含碳量增加形成，随含碳量增加形成Fe2C +FeC铁碳形成的化合物铁碳形成的化合物：铁碳合金相图铁碳合金相图20第二十页，讲稿共五十六页哦铁碳合金相图铁碳合金相图 基本相及组织基本相及组织因因铁素体铁素体与与渗碳体渗碳体相对数量及其分布状态的不同相对数量及其分布状态的不同又可形成铁碳合金中两个基本组织：又可形成铁碳合金中两个基本组织：由于铁与碳相互作用的不同，铁碳合金在固态下的由于铁与碳相互作用的不同，铁碳合金在固态下的基本相基本

14、相分为分为固溶体固溶体与与金属化合金属化合物物两类：两类：属金属化合物的基本相：属金属化合物的基本相：属于固溶体的基本相，包括两种：属于固溶体的基本相，包括两种：铁素体铁素体奥氏体奥氏体渗碳体渗碳体珠光体珠光体莱氏体莱氏体固态相中还有一种相，但其对性能影响不大，故一般不做考虑。21第二十一页，讲稿共五十六页哦铁碳合金相图铁碳合金相图 基本相及组织基本相及组织铁素体铁素体：碳在碳在-Fe中的间隙固溶体，中的间隙固溶体，F或或；铁素体为铁素体为体心立方结构体心立方结构；-Fe的溶碳量很小，的溶碳量很小，727时碳溶解度最大为时碳溶解度最大为0.02%，室温时只有，室温时只有0.008%；F强度、硬

15、度很低，塑性、韧性很高，与工业纯铁相近；强度、硬度很低，塑性、韧性很高，与工业纯铁相近；F很少单独用作工程材料，是碳钢的基体相。很少单独用作工程材料，是碳钢的基体相。22第二十二页，讲稿共五十六页哦铁素体的显微组织铁素体的显微组织铁碳合金相图铁碳合金相图 基本相及组织基本相及组织23第二十三页，讲稿共五十六页哦奥氏体奥氏体：碳在碳在-Fe中的间隙固溶体，中的间隙固溶体，A；奥氏体为奥氏体为面心立方结构面心立方结构；-Fe 溶碳能力较强，溶碳能力较强，1148时碳溶解度最大时碳溶解度最大2.11%；奥氏体强度、硬度低，而塑性高，适合压力加工成型；奥氏体强度、硬度低，而塑性高，适合压力加工成型；奥

16、氏体奥氏体存在的温度较高，存在的温度较高，727 以上，是铁碳合金一个重要的以上，是铁碳合金一个重要的高温高温相相；铁碳合金相图铁碳合金相图 基本相及组织基本相及组织24第二十四页，讲稿共五十六页哦奥氏体的显微组织奥氏体的显微组织铁碳合金相图铁碳合金相图 基本相及组织基本相及组织25第二十五页，讲稿共五十六页哦渗碳体渗碳体：铁和铁和6.69%碳组成的金属化合物碳组成的金属化合物Fe3C，有时用，有时用cm表示；表示；渗碳体熔点为渗碳体熔点为1227；具有具有复杂的晶体结构复杂的晶体结构，成分固定；，成分固定；F3C复杂晶格复杂晶格Fe3C是是亚稳定相亚稳定相，一定条件下可分解成，一定条件下可分

17、解成F和和石墨石墨G：性质硬而脆，是铁碳合金的重要性质硬而脆，是铁碳合金的重要强化相强化相；F3CF +G铁碳合金相图铁碳合金相图 基本相及组织基本相及组织26第二十六页，讲稿共五十六页哦珠光体珠光体：铁素体和渗碳体的混合物，铁素体和渗碳体的混合物，P；此转变在固态下，从单相固溶体此转变在固态下，从单相固溶体A中同时析出两个互不相溶的固相中同时析出两个互不相溶的固相（F和和Fe3C）组成的混台物，即）组成的混台物，即共析转变共析转变；珠光体加热至共析温度，它也会转变成奥氏体。珠光体加热至共析温度，它也会转变成奥氏体。相应温度和成分称相应温度和成分称共析温度共析温度、共析成分共析成分，产物称，产

18、物称共析体共析体；珠光体是含碳为珠光体是含碳为0.77%的奥氏体在的奥氏体在727时分解的产物：时分解的产物：AP（F +F3C）727铁碳合金相图铁碳合金相图 基本相及组织基本相及组织27第二十七页，讲稿共五十六页哦莱氏体莱氏体：含碳含碳4.3%的铁碳合金，的铁碳合金，1148时发生共晶反应，液态合金中直接时发生共晶反应，液态合金中直接结晶出结晶出A和和Fe3C的混合物，即的混合物，即莱氏体莱氏体，Ld；共晶莱氏体性质共晶莱氏体性质硬硬而而脆脆，是，是生铁生铁的基本组织。的基本组织。降至共析温度，降至共析温度，Ld中的中的A共析分解，转变成共析分解，转变成P，故在共析温度下，故在共析温度下，

19、共晶共晶Ld由由P和和Fe3C组成，即组成，即低温莱氏体低温莱氏体，Ld铁碳合金相图铁碳合金相图 基本相及组织基本相及组织28第二十八页，讲稿共五十六页哦铁碳合金相图铁碳合金相图 相图分析相图分析铁碳合金相图的研究始于铁碳合金相图的研究始于1868年，已一百多年，对零件的选材、加工工艺的制定具年，已一百多年，对零件的选材、加工工艺的制定具有重要的指导意义；有重要的指导意义；铁碳合金相图（铁碳合金相图（Fe-Fe3C相图）相图）如下图，图中不加括号部分为如下图，图中不加括号部分为相组成物相组成物，加，加括号部分为括号部分为组织组成物组织组成物；Fe-Fe3C相图表示铁碳合金系中不同碳含量的合金在

20、冷却过程中发生的相图表示铁碳合金系中不同碳含量的合金在冷却过程中发生的相变相变，各，各温度下合金的温度下合金的相组成物相组成物和和组织组成物组织组成物，可由合金的室温组织了解其力学性能，确，可由合金的室温组织了解其力学性能，确定应用范围。定应用范围。29第二十九页，讲稿共五十六页哦铁碳合金相图铁碳合金相图 相图分析相图分析30第三十页，讲稿共五十六页哦Fe Fe3C 合金相图合金相图铁碳合金相图铁碳合金相图 相图分析相图分析31第三十一页，讲稿共五十六页哦Fe-Fe3C合金合金相图包含三个基本组成部分：相图包含三个基本组成部分：包晶是由包晶是由 L相和相和一种固相转变为一种固相转变为另一种固相

21、，主另一种固相，主要是合金中要是合金中高温高温相相的变化，应用很的变化，应用很少。少。共晶部分共晶部分共析部分共析部分包晶部分包晶部分 液体液体奥氏体奥氏体-铁铁奥奥+L+L +铁碳合金相图铁碳合金相图 相图分析相图分析32第三十二页，讲稿共五十六页哦1148铁碳合金相图铁碳合金相图 相图分析相图分析 共晶部分共晶部分33第三十三页，讲稿共五十六页哦ECF为为共晶线共晶线，C点点共共晶点晶点，共晶成分共晶成分含碳含碳4.3%，共晶温度共晶温度1148，共晶转变共晶转变为：为：E点点以左的合金结晶后得到以左的合金结晶后得到单相单相A；LA +Fe3C即液相结晶出即液相结晶出莱氏体莱氏体LdE点点

22、是是奥氏体奥氏体的最大溶解点；的最大溶解点；铁碳合金相图铁碳合金相图 相图分析相图分析 共晶部分共晶部分E点点也是也是钢钢和和铸铁铸铁的分界点：的分界点：钢钢含碳量含碳量2.11%；2.11%铸铁铸铁含碳量含碳量 6.69%。34第三十四页，讲稿共五十六页哦铁碳合金相图铁碳合金相图 相图分析相图分析 共析部分共析部分72735第三十五页，讲稿共五十六页哦S点点为为共析点共析点，共析成分共析成分为为0.77%C，共析温度共析温度为为727，共析转变共析转变为：为：PSK为为共析线共析线，称为，称为A1线线；AF +Fe3C即即奥氏体奥氏体析出析出珠光体珠光体PES是碳在奥氏体中的是碳在奥氏体中的

23、溶解度曲线溶解度曲线，记，记Acm；GS是合金冷却时是合金冷却时A转变为转变为F的开始线，加热时的开始线，加热时F转变为转变为A的终止温度线，记的终止温度线，记A3；常记Acm，低于此温，奥氏体中将析出渗碳体，称二次渗碳体，Fe3CII，以区别于从液体中经CD线结晶出的一次渗碳体，Fe3CI。铁碳合金相图铁碳合金相图 相图分析相图分析 共析部分共析部分36第三十六页，讲稿共五十六页哦铁碳合金相图铁碳合金相图 相图分析相图分析37第三十七页，讲稿共五十六页哦铁碳合金相图铁碳合金相图 典型成分合金平衡结晶过程典型成分合金平衡结晶过程铁碳合金按含碳量的不同，从相图上可以分为铁碳合金按含碳量的不同，从

24、相图上可以分为工业纯铁工业纯铁、碳钢碳钢及及白口铸铁白口铸铁三类，而后两种中又有更细的划分：三类，而后两种中又有更细的划分：铁碳合金：铁碳合金：工业纯铁工业纯铁碳钢碳钢白口铸铁白口铸铁 共析钢共析钢亚共析钢亚共析钢过共析钢过共析钢 共晶白口铸铁共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁过共晶白口铸铁过共晶白口铸铁 38第三十八页，讲稿共五十六页哦 类类 别别 含含 碳碳 量量()组组 织织 工工 业业 纯纯 铁铁 0.0218 F 碳碳 钢钢 亚共析钢亚共析钢 0.02180.77 F+P 共共 析析 钢钢 0.77 P 过共析钢过共析钢 0.772.11 P+Fe3C 白口铸铁白口铸铁亚共晶自

25、口铁亚共晶自口铁 2.11 4.3 P+Fe3CLd 共晶白口铁共晶白口铁 4.3 L d过共晶白口铁过共晶白口铁 4.36.69 L d Fe3C铁碳合金相图铁碳合金相图 典型成分合金平衡结晶过程典型成分合金平衡结晶过程39第三十九页，讲稿共五十六页哦分析铁碳合金的典型分析铁碳合金的典型平衡结晶平衡结晶过程，可了解某成分合金在温度下降的每个阶段过程，可了解某成分合金在温度下降的每个阶段相的组成相的组成和和相对量相对量的变化，直至推出室温组织：的变化，直至推出室温组织：即合金由液态缓慢冷却到室温所发生的组织转变的过程。亚共析钢亚共析钢的结晶过程的结晶过程 共析钢共析钢的结晶过程的结晶过程 过共

26、析钢过共析钢的结晶过程的结晶过程 亚共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁的结晶过程的结晶过程 共晶白口铸铁共晶白口铸铁的结晶过程的结晶过程 过共晶白口铸铁过共晶白口铸铁的结晶过程的结晶过程铁碳合金相图铁碳合金相图 典型成分合金平衡结晶过程典型成分合金平衡结晶过程40第四十页，讲稿共五十六页哦亚共析钢亚共析钢：含碳量含碳量0.020.77%，合金，合金点点1温度后，温度后，L开始结晶出开始结晶出A；2点后，点后，L全部凝固，变为单相全部凝固，变为单相A；到到4点，点，A碳含量为碳含量为0.77%，发生，发生共析转变共析转变，形，形成成P，原先析出的，原先析出的F保持不变。保持不变。至至3点，点，A析出析出

27、F，F在在A晶界处优先生核长大，晶界处优先生核长大，其成分分别沿其成分分别沿GP和和GS变化；变化；亚共析钢转变结束后，合金组织为F和P，继续冷却，F会析出极少量Fe3C，可忽略；最终到室温时，亚共析钢的组织由呈颗粒状的铁素体和呈层片状的珠光体组成。铁碳合金相图铁碳合金相图 典型成分合金平衡结晶过程典型成分合金平衡结晶过程41第四十一页，讲稿共五十六页哦铁碳合金相图铁碳合金相图 典型成分合金平衡结晶过程典型成分合金平衡结晶过程42第四十二页，讲稿共五十六页哦共析钢共析钢：含碳含碳0.77%，图中合金，图中合金；点点1温度以上为温度以上为液相液相；AF +Fe3C点点12温度之间缓冷，不断结晶出

28、温度之间缓冷，不断结晶出A；到；到2时全时全为为A；冷到点冷到点3（727），在恒温下发生），在恒温下发生共析转变共析转变：继续冷却，继续冷却，F的溶碳量沿的溶碳量沿PQ线线变化，析出变化，析出Fe3C，与，与Fe3C相混，不易分辨。相混，不易分辨。因此，共析钢室温组织仍为珠光体，是铁素体与渗碳体组成的片层状共析体，其显微组织中亮白色基底为铁素体，黑色线条为渗碳体。铁碳合金相图铁碳合金相图 典型成分合金平衡结晶过程典型成分合金平衡结晶过程43第四十三页，讲稿共五十六页哦铁碳合金相图铁碳合金相图 典型成分合金平衡结晶过程典型成分合金平衡结晶过程44第四十四页，讲稿共五十六页哦L+A过共析钢过共析

29、钢：含碳量含碳量0.772.1%，合金，合金；点点1到到3点以前的结晶过程与点以前的结晶过程与相似；相似；最终，室温下过共析钢的组织为最终，室温下过共析钢的组织为P与网状与网状Fe3C。至至4点点727时，时，A含碳量含碳量0.77%，发生，发生共析转共析转变变，形成，形成P；到到3点以后，点以后，A开始析出开始析出Fe3C，Fe3C多沿多沿A晶晶界呈网状分布；界呈网状分布；铁碳合金相图铁碳合金相图 典型成分合金平衡结晶过程典型成分合金平衡结晶过程45第四十五页，讲稿共五十六页哦铁碳合金相图铁碳合金相图 典型成分合金平衡结晶过程典型成分合金平衡结晶过程46第四十六页，讲稿共五十六页哦亚共晶白口

30、铸铁亚共晶白口铸铁：含碳含碳2.14.3%，；点点1温度后，温度后，L开始析出开始析出A；2点点1148后，后，A含碳含碳2.11%，L含碳为含碳为4.3%，L发生发生共晶转变共晶转变，形成，形成Ld，合金组织为，合金组织为初初晶晶A和和Ld；23点，初晶点，初晶A和共晶和共晶A都析出都析出Fe3C；至至3点点727时时A含碳含碳0.77%，发生，发生共析转变共析转变，初晶和共晶初晶和共晶A都变为都变为P，Ld变为低温变为低温Ld(P+Fe3C)；所谓“白口”，指合金中的碳是以渗碳体形式存在，断口呈白色。最终，亚共晶白口铸铁的室温组织由P、Ld和Fe3C组成。铁碳合金相图铁碳合金相图 典型成分

31、合金平衡结晶过程典型成分合金平衡结晶过程47第四十七页，讲稿共五十六页哦铁碳合金相图铁碳合金相图 典型成分合金平衡结晶过程典型成分合金平衡结晶过程48第四十八页，讲稿共五十六页哦共晶白口铸铁共晶白口铸铁：1点点1148，L发生发生共晶转变共晶转变，形成，形成Ld(共晶共晶A+Fe3C)；继续冷却，共晶继续冷却，共晶A析出析出Fe3C，与共晶，与共晶Fe3C混在一起，无法分辨混在一起，无法分辨；至至2点点727时时A含碳降到含碳降到0.77%，发生，发生共析转变共析转变，形成，形成P，Ld变为低温变为低温Ld(P+Fe3C)；最终，共晶白口铸铁的室温组织为最终，共晶白口铸铁的室温组织为Ld与与F

32、e3C。铁碳合金相图铁碳合金相图 典型成分合金平衡结晶过程典型成分合金平衡结晶过程49第四十九页，讲稿共五十六页哦铁碳合金相图铁碳合金相图 典型成分合金平衡结晶过程典型成分合金平衡结晶过程50第五十页，讲稿共五十六页哦过共晶白口铸铁过共晶白口铸铁：到到2点点1148，剩余液相碳含量达到，剩余液相碳含量达到4.3%，L发生发生共晶转变共晶转变，形成高温，形成高温Ld(共晶共晶A+Fe3C)；冷到冷到1点，点，L中开始结晶出初晶（一次）渗碳体中开始结晶出初晶（一次）渗碳体Fe3CI，呈粗大片状，在合，呈粗大片状，在合金继续冷却的过程中不再发生变化金继续冷却的过程中不再发生变化；最终，过共晶白口铸铁

33、的室温组织为最终，过共晶白口铸铁的室温组织为Ld与与Fe3C。铁碳合金相图铁碳合金相图 典型成分合金平衡结晶过程典型成分合金平衡结晶过程51第五十一页，讲稿共五十六页哦铁碳合金相图铁碳合金相图 典型成分合金平衡结晶过程典型成分合金平衡结晶过程52第五十二页，讲稿共五十六页哦铁碳合金相图铁碳合金相图 典型成分合金平衡结晶过程典型成分合金平衡结晶过程亚共析钢（亚共析钢（20钢）钢）共析钢共析钢 过共析钢（过共析钢（T12钢）钢）亚共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁 共晶白口铸铁共晶白口铸铁 过共晶白口铸铁过共晶白口铸铁 53第五十三页，讲稿共五十六页哦相图的应用相图的应用判断合金的组织判断合金的组织判断合

34、金的组织判断合金的组织根据相图分析性能根据相图分析性能在工艺中的应用在工艺中的应用根据相图，可以判断在温度缓慢变化条件下，任一成分的合金在某个温度时的组织的组成成分，各相的化学成分及各相所占的比例。54第五十四页，讲稿共五十六页哦相图的应用相图的应用 分析性能分析性能合金的性能取决于其成分及组织，某些工艺性能如铸造性能还与合金的结晶特合金的性能取决于其成分及组织，某些工艺性能如铸造性能还与合金的结晶特点有关；点有关；而相图表明了合金的成分、组织及结晶特点，故利用相图可大致判断合金而相图表明了合金的成分、组织及结晶特点，故利用相图可大致判断合金的性能，并作为选用材料和制定工艺的参考：的性能，并作

35、为选用材料和制定工艺的参考：合金形成单相固溶体合金形成单相固溶体合金形成单相固溶体合金形成单相固溶体合金形成两相混合物合金形成两相混合物合金形成两相混合物合金形成两相混合物55第五十五页，讲稿共五十六页哦相图的应用相图的应用合金形成单相固溶体合金形成单相固溶体：合金的性能与组元的性质及溶质原子的溶入量合金的性能与组元的性质及溶质原子的溶入量有关；有关；对一定的溶剂和溶质，溶质溶入溶剂量愈多，合金对一定的溶剂和溶质，溶质溶入溶剂量愈多，合金强度强度、硬度硬度愈高，愈高，电阻率电阻率愈大，愈大，电阻温度系数电阻温度系数()愈小；愈小；形成单相固溶体的合金具有较好综合力学性能，形成单相固溶体的合金具有较好综合力学性能，但固溶强化提高强但固溶强化提高强/硬度有限！硬度有限！固溶体合金的力学性能、物理性能与合金成分的关系 分析性能分析性能56第五十六页，讲稿共五十六页哦