工程材料优秀PPT.ppt

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1、匀晶相图匀晶相图匀晶反应匀晶反应：合金系结晶时从液相结晶出单相固溶体的反应。：合金系结晶时从液相结晶出单相固溶体的反应。两组元在两组元在液态和固态下均无限互溶液态和固态下均无限互溶时所构成的相图称时所构成的相图称匀晶相图匀晶相图。匀晶相图分析匀晶相图分析CuNiNi%T,C2040608010010001100120013001400150010831455L L+纯铜纯铜熔点熔点纯镍纯镍熔点熔点液相线液相线固相线固相线液相区液相区固相区固相区液固两相区液固两相区匀晶合金的结晶过程匀晶合金的结晶过程abcdT,CtL L L匀晶转变 L 冷却曲线CuNiNi%T,C20406080100100

2、01100120013001400150010831455L L+T1要要 点点变温结晶：匀晶合金与纯金属不同，它变温结晶：匀晶合金与纯金属不同，它没有一个恒定的熔点，而是在液、固没有一个恒定的熔点，而是在液、固相线划定的温区内进行结晶。相线划定的温区内进行结晶。液固相线不仅是相区分界线液固相线不仅是相区分界线,也是结晶也是结晶时两相的成分变更线。两相区内，温时两相的成分变更线。两相区内，温度确定时（度确定时（T1T1），两相的成分是确定），两相的成分是确定的，随温度变更，液相成分沿液相线的，随温度变更，液相成分沿液相线变更，固相成分沿固相线变更。变更，固相成分沿固相线变更。液固相成分不断变更

3、的。成分变更通过液固相成分不断变更的。成分变更通过原子扩散完成。原子扩散完成。杠杆定律杠杆定律CuNiNi%T,C2040608010010001100120013001400150010831455L L+12acba1b1c1T1T21.1.在两相区内，对应在两相区内，对应每一确定的温度，两每一确定的温度，两相的成分是确定的。相的成分是确定的。2.2.随着温度的降低，随着温度的降低，两相的成分分别沿液两相的成分分别沿液相线和固相线变更。相线和固相线变更。杠杆定律杠杆定律CuNiNi%T,C2040608010010001100120013001400150010831455L L+12ac

4、ba1b1c1T1T2杠杆定律：在两相区内，对杠杆定律：在两相区内，对应每一确定的温度应每一确定的温度T1T1，两相两相质量的比值是确定的。即质量的比值是确定的。即Q QL L/Q/Q=b=b1 1c c1 1/a/a1 1b b1 1杠杆定律推论：在两杠杆定律推论：在两相区内，对应温度相区内，对应温度T1T1时两相在合金时两相在合金b b中的相中的相对质量各为对质量各为Q QL L/Q/QH H=b=b1 1c c1 1/a/a1 1c c1 1Q Q/Q/QH H=a=a1 1b b1 1/a/a1 1c c1 1=1-=1-Q QL L/Q/QH H留意：（留意：（1 1）只适用于平衡状

5、态。（）只适用于平衡状态。（2 2）只适用于两相区。）只适用于两相区。例：求例：求30%30%NiNi合金在合金在1280 1280 时时 相的相对量相的相对量CuNiNi%T,C2040608010010001100120013001400150010831455L L+ac30a1b1c11280 C解：作成分线和解：作成分线和温度线如图。温度线如图。6618依据杠杆定律推依据杠杆定律推论，论，Q /QH=a1b1/a1c1=(30-18)/(66-18)=12/48=1/4答：所求答：所求合金在合金在1280 1280 时时 相的相的相对质量为相对质量为1/41/4。共晶反应：合金系由一

6、种液相恒温下同时结晶出两共晶反应：合金系由一种液相恒温下同时结晶出两种固相的反应。种固相的反应。L L +两组元在液态下无限互溶，在固态下有限互溶，两组元在液态下无限互溶，在固态下有限互溶，冷却时发生共晶反应所构成的相图称为共晶相图。冷却时发生共晶反应所构成的相图称为共晶相图。共晶相图共晶相图共晶相图分析共晶相图分析PbSnSn%T,C铅铅-锡合金共晶相图锡合金共晶相图液相线液相线L固相线固相线 +L+L+固溶线固溶线 固溶线固溶线相图分析相图分析 相：相：相图中有相图中有L、三种单相三种单相,是溶质是溶质Sn在在 Pb中的固溶体，中的固溶体，是溶质是溶质Pb在在Sn中的固溶体。中的固溶体。相

7、区：相区：相图中有三个单相区：相图中有三个单相区：L、；三个两相区：三个两相区：L+、L+、+；一个三相共存线：即水平线一个三相共存线：即水平线CED。固溶线固溶线:CF、DG线分别为线分别为 Sn在在 Pb中和中和 Pb在在 Sn中的固溶线。固溶体的溶解度中的固溶线。固溶体的溶解度随温度降低而下降。随温度降低而下降。液固相线液固相线：液相线液相线AEBAEB，固相线，固相线ACEDBACEDB。A A、B B分别为分别为PbPb、SnSn的熔点。的熔点。共晶线：水平线共晶线：水平线CED叫做共晶线。叫做共晶线。在共晶线对应的温度下（在共晶线对应的温度下（183），），E点成分的合金同时结晶出

8、点成分的合金同时结晶出C点成分的点成分的 固溶体和固溶体和D点成分的点成分的 固溶体，形成这固溶体，形成这两个相的机械混合物：两个相的机械混合物：LE(C+D)。PbSnT,CL +L+L+共晶反应线共晶反应线表示从表示从c点到点到e点点范围的合金，在范围的合金，在该温度都要发生该温度都要发生不同程度的共晶不同程度的共晶反应。反应。ce共晶点共晶点d表示表示d点成分的合点成分的合金冷却到此温度金冷却到此温度发生完全的共晶发生完全的共晶转变。转变。dLd c+e共晶反应要点共晶反应要点共晶转变在恒温下进行。共晶转变在恒温下进行。转变结果是从一种液相中结晶出两个不转变结果是从一种液相中结晶出两个不

9、同的新固相。同的新固相。存在一个确定的共晶点。在该点凝固温存在一个确定的共晶点。在该点凝固温度最低。度最低。成分在共晶线范围的合金都要经验共晶成分在共晶线范围的合金都要经验共晶转变。转变。合金的结晶过程合金的结晶过程 合金合金的平衡结晶过的平衡结晶过程程 合金冷却至合金冷却至1 1点后，发点后，发生匀晶转变，结晶出单生匀晶转变，结晶出单相相 固溶体，这种干脆固溶体，这种干脆从液相中结晶出的固相从液相中结晶出的固相称一次相或初生相称一次相或初生相 。至至2 2点完全结晶。点完全结晶。2-32-3点点 相不变。相不变。温度降到温度降到3 3点以下，点以下，固固溶体溶体SnSn过饱和，晶格不过饱和，

10、晶格不稳，起先析出（相变过稳，起先析出（相变过程也称析出）新相程也称析出）新相 相。由已有固相析出的相。由已有固相析出的新固相称二次相或次生新固相称二次相或次生相。形成二次相的过程相。形成二次相的过程称为二次析出称为二次析出,是固态是固态相变的一种。由相变的一种。由 析出析出的二次的二次 用用 表示。表示。随温度下降，随温度下降，和和 相相的成分分别沿的成分分别沿CFCF线和线和DGDG线变更。线变更。室温下室温下 的相对质量百分比为：的相对质量百分比为：合金合金室温组织为室温组织为 +。同理：同理：成分大于成分大于E E点合金结晶过程与合金点合金结晶过程与合金 相像，室相像，室温组织为温组织

11、为 +共晶合金共晶合金(合金合金)的平衡的平衡结晶过程结晶过程 液态合金冷却到液态合金冷却到1 点后发生点后发生共晶反应：共晶反应：Ld(c+e)。共晶体共晶体(+)：层片状，：层片状，很细小，没方法分开，一种很细小，没方法分开，一种组织，由两个相组成。组织，由两个相组成。共晶反应的产物，即两相的机械混合物称共晶共晶反应的产物，即两相的机械混合物称共晶体或共晶组织。发生共晶反应的温度称共晶温体或共晶组织。发生共晶反应的温度称共晶温度。代表共晶温度和共晶成分的点称共晶点。度。代表共晶温度和共晶成分的点称共晶点。具有共晶成分的合金称共晶合金。在共晶线上，具有共晶成分的合金称共晶合金。在共晶线上，凡

12、成分位于共晶点以左的合金称亚共晶合金，位凡成分位于共晶点以左的合金称亚共晶合金，位于共于共晶点以晶点以右的合金称过共晶合金。右的合金称过共晶合金。凡具有共晶线成分的合金液冷却到共晶温时都将凡具有共晶线成分的合金液冷却到共晶温时都将发生共晶反应。发生共晶反应。在共晶转变过程中，在共晶转变过程中，L、三相共存三相共存,三个相三个相的量在不断变更，但它们各自成分是固定的。的量在不断变更，但它们各自成分是固定的。共晶组织中的相称共晶相共晶组织中的相称共晶相.共晶转变结束时，共晶转变结束时，和和 相的相对质量百分比为：相的相对质量百分比为：共晶结束后，随温度下降，共晶结束后，随温度下降，和和 的成分分别

13、沿的成分分别沿CF线和线和DG线变更，并从共晶线变更，并从共晶 中析出中析出，从，从共晶共晶 中析出中析出，由于共晶组织细，由于共晶组织细，与共与共晶晶结合，结合，与共晶与共晶 结合，共晶合金的室温结合，共晶合金的室温组织仍为组织仍为(+)共晶体。共晶体。亚共晶合金亚共晶合金(合金合金)的结晶的结晶过程过程 合金液体在合金液体在2点以前为匀晶点以前为匀晶转变。冷却到转变。冷却到2点，固相成点，固相成分变更到分变更到C点，液相成分变点，液相成分变更到更到D点点,此时两相的相对此时两相的相对质量为：质量为：亚共晶合金亚共晶合金结晶过程示意图结晶过程示意图在在2 2点，具有点，具有D D点成分的剩余

14、液体发生共晶反应：点成分的剩余液体发生共晶反应：L L (+)，转变为共晶组织，共晶体的质量与，转变为共晶组织，共晶体的质量与转变前的液相质量相等转变前的液相质量相等,即即Q QD D=Q=QL L=Q=Q(+)。反应结束后，在共晶温度下反应结束后，在共晶温度下、两相的相对质量两相的相对质量百分比为百分比为：在共晶温度下在共晶温度下、两相的相对质量百分比为两相的相对质量百分比为：共晶转变脱溶转变60%Sn60%Sn合金平衡结晶后室温下合金平衡结晶后室温下相的相对量：相的相对量：60%Sn60%Sn合金平衡结晶，共晶温度下合金平衡结晶，共晶温度下组织的相对量：组织的相对量：组织组成物在相图上的标

15、注组织组成物在相图上的标注 组织组成物是指合金在结晶过程中，形成的具有特定组织组成物是指合金在结晶过程中，形成的具有特定形态特征的独立组成部分，形态特征的独立组成部分，如如，,，。共晶体。共晶体(+)也是组织组成物。也是组织组成物。相与相之间的差别主要在结构和成分上。相与相之间的差别主要在结构和成分上。组织组成物之间的差别主要在形态上。如组织组成物之间的差别主要在形态上。如 、和共晶和共晶 的结构、成分相同，属同一个相，但它们的结构、成分相同，属同一个相，但它们的形态不同，分属不同的组织组成物。的形态不同，分属不同的组织组成物。将组织组成物标注在相图中，使所标注的组织与显将组织组成物标注在相图

16、中，使所标注的组织与显微镜下视察到的组织一样。微镜下视察到的组织一样。相组成物是指合金显微组织的基本相，如相组成物是指合金显微组织的基本相，如 和和。标注了组织组成物的相图标注了组织组成物的相图共析相图共析相图共析转变共析转变：(+)共析体共析体ABT,C +cedL+Ll共共析析反反应应(共共析析转转变变)是是指指在在确确定定温温度度下下，由由确确定定成成分分的的固固相相同同时时析析出出两两个个成成分分和和结结构构完完全全不不同同的的新固相的过程。新固相的过程。共析相图与共晶相图相像，对应的有共析线共析相图与共晶相图相像，对应的有共析线共析相图与共晶相图相像，对应的有共析线共析相图与共晶相图

17、相像，对应的有共析线(PSK(PSK线线线线)、共析点、共析点、共析点、共析点(S(S点点点点)、共析温度、共析成分、共析温度、共析成分、共析温度、共析成分、共析温度、共析成分、共析合金共析合金共析合金共析合金(共析成分合金共析成分合金共析成分合金共析成分合金)、亚共析合金、亚共析合金、亚共析合金、亚共析合金 (共析点以左的合金共析点以左的合金共析点以左的合金共析点以左的合金)、过共析合金、过共析合金、过共析合金、过共析合金(共析点以共析点以共析点以共析点以右的合金右的合金右的合金右的合金)。Wc（%）Fe6.69Fe-Fe3C 相图相图共析转变共析转变匀匀晶晶转转变变共晶转变共晶转变ABCD

18、EFGHJNKP PSQA-Fe熔点熔点1538B-包晶转变包晶转变液态合金成分液态合金成分1495wC=0.53%C-共晶点共晶点1148wC=4.3%D-渗碳体熔点渗碳体熔点1227wC=6.69%E-C在在-Fe中的最大中的最大溶解度溶解度1148wC=2.11%F-渗碳体渗碳体1148wC=6.69%G-同素异构同素异构转变点转变点912wC=0%H-C在在-FeFe中的最大中的最大溶解度溶解度1495wC=0.09%J-包晶点包晶点1495wC=0.17%K-渗碳体渗碳体727wC=6.69%N-同素异同素异构转变点构转变点1394wC=0%P-C在中在中-Fe中的是大中的是大溶解度

19、溶解度727wC=0.0218%S-共析点共析点727wC=0.77%Q-C在室温在室温-Fe中的溶解中的溶解度度wC=0.0008%相图中的点相图中的点相图中的相图中的线线液相线：液相线：ABCDABCDABCDEFGHJNKP PSQ固相线：固相线：AHJECFDAHJECFD三条水平线三条水平线（恒温转变）（恒温转变）HJBHJB、ECFECF、PSKPSK包晶转变线包晶转变线HJBHJB共晶转变线共晶转变线ECFECF共析转变线共析转变线PSKPSK同素异构转变线同素异构转变线NHNH、NJNJ、GSGS、GPGP固溶度线固溶度线ESES、PQPQlines相区相区Phase fiel

20、ds 相图中共有相图中共有5 5个单个单相：相：L L、FeFe3 3C C7 7个双相区个双相区：L+L+、L+L+、L+FeL+Fe3 3C C、+、+、+Fe+Fe3 3C C、+Fe+Fe3 3C C3 3条三相共存线：条三相共存线：HJBHJB（包晶线）、（包晶线）、ECFECF（共晶线）、（共晶线）、PSKPSK（A1A1线）线）组元组元：FeFe、FeFe3 3C C相相 铁素体：铁素体：碳在碳在-Fe-Fe中的间隙固溶体，称中的间隙固溶体，称铁素体铁素体,用用F F或或 表示。表示。铁碳合金的组元和相铁碳合金的组元和相碳原子碳原子铁素体铁素体体心立方间隙固溶体。铁素体的体心立方

21、间隙固溶体。铁素体的溶碳实力很低溶碳实力很低,在在727727时最大为时最大为0.0218%0.0218%，室温下仅为，室温下仅为0.0008%0.0008%。铁素体的组织为多边形晶粒，性铁素体的组织为多边形晶粒，性能与纯铁相像。能与纯铁相像。碳在碳在-Fe-Fe中的间隙固溶体，称中的间隙固溶体，称-铁素体，用铁素体，用 表示。表示。奥氏体奥氏体:Austenite 碳在碳在-Fe中的间隙固溶体称中的间隙固溶体称奥氏体奥氏体Austenite。用。用A或或表表示。面心立方晶格的间隙固溶体。示。面心立方晶格的间隙固溶体。溶碳实力比铁素体大，溶碳实力比铁素体大，1148时时最大为最大为2.11%。

22、组织为不规则多面体晶粒，晶组织为不规则多面体晶粒，晶界较直。强度低、塑性好，钢界较直。强度低、塑性好，钢材热加工都在材热加工都在 区进行。区进行。奥氏体硬度奥氏体硬度(170-220HBS)(170-220HBS)较低，较低，塑性塑性(延长率延长率 为为40-50%)40-50%)高。高。FCCFCC的间隙比的间隙比BCCBCC大，所以大，所以的的溶碳实力比溶碳实力比大。大。含碳含碳6.69%,6.69%,用用FeFe3 3C C或或CmCm表示。表示。硬度高，强度低，硬度高，强度低，脆性大，塑性几乎为零。脆性大，塑性几乎为零。渗碳体渗碳体CementiteCementite：渗碳体渗碳体(F

23、e3C)晶格结构晶格结构 共晶反应共晶反应共晶线共晶线 ECFECF，共晶点共晶点C C。L4.3L4.3(A2.11+FeA2.11+Fe3 3C)C)LC (Ld)(E+Fe3CF）L4.30 (Le)(2.11+Fe3C6.69）共晶产物共晶产物（E+Fe3CF）是是E E点成份点成份的的 与与F点成分点成分的的Fe3C的机械混合物，称为莱氏体的机械混合物，称为莱氏体用用Le(或或Ld)表示表示。冷却至室温的莱氏体称变态莱氏体（或低冷却至室温的莱氏体称变态莱氏体（或低温莱氏体），温莱氏体），用用Le or LdLe or Ld表示。表示。低温莱氏体由低温莱氏体由相相和和FeFe3 3C

24、C 所组成。所组成。共析反应共析反应 A A0.770.77（F F0.02180.0218+Fe+Fe3 3C C6.696.69）（A AS SFFP P+Fe+Fe3 3C Ck k ）共析转变的产物是共析转变的产物是 F F与与FeFe3 3C C的的机械混合物，称作珠光体机械混合物，称作珠光体PearitePearite，用，用P P表示。表示。珠光体的组织特点是两相呈珠光体的组织特点是两相呈层层片相间分布。共析反片相间分布。共析反应发生的范围：应发生的范围：WW(C)0.0218%(C)0.0218%的的Fe-FeFe-Fe3 3C C合金合金均会发生共析反应，均会发生共析反应，即

25、室温下都会有P组织存在。典型铁碳合金的平衡结晶过程典型铁碳合金的平衡结晶过程 铁碳相图上的合金，按成分可分为三类：铁碳相图上的合金，按成分可分为三类：l工业纯铁工业纯铁 w w(c)(c)0.0218%0.0218%l钢钢 0.0218%0.0218%w w(c)(c)2.11%2.11%亚共析钢亚共析钢 0.0218%0.0218%w w(c)(c)0.77%0.77%共析钢共析钢 w w(c)(c)=0.77%=0.77%过共析钢过共析钢 0.77%0.77%w w(c)(c)2.11%2.11%l白口铸铁白口铸铁2.11%2.11%w(c)w(c)6.69%6.69%亚共晶白口铸铁亚共晶

26、白口铸铁2.11%2.11%w(c)w(c)4.3%4.3%共晶白口铸铁共晶白口铸铁 w(c)=w(c)=4.3%4.3%过共晶白口铸铁过共晶白口铸铁 4.3%4.3%w(c)w(c)6.69%6.69%简化后的简化后的Fe-FeFe-Fe3 3C C相图相图七种典型合金七种典型合金AGNP PQ1345L 12345 FeFe3 3C C（1 1）工业纯铁）工业纯铁2w w(c)(c)=0.01%=0.01%T/w w(c)(c)=0.01%=0.01%工业纯铁组织工业纯铁组织室温组织是室温组织是+Fe+Fe3 3C C 组织特点：在缓慢冷却组织特点：在缓慢冷却条件下，条件下，FeFe3 3

27、C C断续沿断续沿晶界析出，晶界析出，FeFe3 3C C呈呈小白片状分布在晶界小白片状分布在晶界处。处。FeFe3 3C C相对量为：相对量为：铁素体铁素体F晶界晶界 室温下，珠光体中两相的室温下，珠光体中两相的相对质量分数为：相对质量分数为：（2 2）共析钢的结晶过程）共析钢的结晶过程w(c)=0.77%EAGP PSQ1234 珠光体中的渗碳体称共析渗珠光体中的渗碳体称共析渗碳体。碳体。珠光体在光镜下呈指纹状。珠光体在光镜下呈指纹状。共析共析转变结束时，珠光体中转变结束时，珠光体中F F和和FeFe3 3C C相的相对质量分数相的相对质量分数为：为：lS点以下，共析点以下，共析 F 中析

28、出中析出Fe3C，与共析，与共析Fe3C结结合不易辨别。室温组织全部为合不易辨别。室温组织全部为P，呈层片状。，呈层片状。珠光体珠光体(3)(3)亚共析钢亚共析钢的结晶过程的结晶过程 w(c)=0.40%123 T/4+PEQ1AGP PS234,4室温下相的相对质量分数为：室温下相的相对质量分数为：l室温下组织组成物的相对质量分数为：室温下组织组成物的相对质量分数为：简化后的简化后的Fe-FeFe-Fe3 3C C相图相图EQ1AGP PS2345亚共析钢的含碳量可以利用亚共析钢的含碳量可以利用平衡组织中珠光体所占的面平衡组织中珠光体所占的面积百分比近似估算：积百分比近似估算：C%=P面积面

29、积%0.77%(忽视忽视 中含碳量，中含碳量，P和和F密度相近，密度相近，P面积面积%=QP)共析温度下相的相对质量为共析温度下相的相对质量为：组织组成物的相对质量为：组织组成物的相对质量为：EQ1AGP PS234K K亚共析钢室温下的组织亚共析钢室温下的组织为为F+PF+P。P P呈层片状，呈层片状，F F呈白色块状或网状。呈白色块状或网状。在在0.0218-0.77%C0.0218-0.77%C范围范围内珠光体的量随含碳量内珠光体的量随含碳量增加而增加而增加。增加。含含0.45%C钢的组织钢的组织含含0.20%C钢组织钢组织含含0.60%C钢组织钢组织AEGP PSQ（4 4）过共析钢）

30、过共析钢的结晶过程的结晶过程 w(c)=1.2%123412344 T/LLFe3CIIPP+Fe3CII室温下两相的相对室温下两相的相对质量百分数：质量百分数：l室温下两组织组成物室温下两组织组成物的质量百分数为：的质量百分数为：12345S过共析钢室温组织为过共析钢室温组织为P+Fe3C。P呈层片状，呈层片状，Fe3C 呈白色网状。呈白色网状。Fe3C量随含碳量增加而增加量随含碳量增加而增加,含碳量为含碳量为2.11%2.11%时时,Fe3C量最大：量最大：（5 5）共晶白口铸铁）共晶白口铸铁w w(c)(c)=4.30%=4.30%CDEFK12Fe3CdFe3C+Fe3C PLd(P+

31、Fe3C+Fe3C)1122T/合金冷却到合金冷却到C C点发生共晶反应全部转变为莱点发生共晶反应全部转变为莱氏体氏体(Le),(Le),莱氏体是共晶莱氏体是共晶 与共晶与共晶FeFe3 3C C的机的机械混合物械混合物,呈蜂窝状。呈蜂窝状。FeFe3 3C C为白色基体。为白色基体。温度降到温度降到2 2点点,成分达到成分达到0.77%,0.77%,在在2 2点点,发生共析反应，转变为珠光体，这种由发生共析反应，转变为珠光体，这种由P P与与Fe3CFe3C组成的共晶体称低温莱氏体组成的共晶体称低温莱氏体,用用LeLe表表示。示。2 2点以下，共晶体中点以下，共晶体中P P的变更同共析钢，组

32、织的变更同共析钢，组织不变更，全为不变更，全为LeLe。CDEFK（6 6）亚共晶白口铸铁）亚共晶白口铸铁 w w(c)(c)=3.0%=3.0%123 12233 FeFe3 3C CII IILd+P+Fe3CIILLLLdLLd P PT/亚亚共共晶晶白白口口铁铁室室温温 平平 衡衡 组组 织织 为为P+Fe3C+Le。ECFD1234NCDEFK（7 7）过共晶白口铸铁）过共晶白口铸铁w w(c)(c)=5.0%=5.0%123ddFeFe3 3C C 12233FeFe3 3C Cd FeFe3 3C CII IILd(P)T/过共晶白口铁的结晶过程过共晶白口铁的结晶过程1-21-2

33、点间从液相中析出点间从液相中析出Fe3C,这种渗碳体称一次渗这种渗碳体称一次渗碳体，用碳体，用 Fe3C表示，呈粗条状。到表示，呈粗条状。到2 2点，余下的点，余下的液相成分变到液相成分变到C点并转变为点并转变为LeLe。2 2点以下点以下,Fe3C,Fe3C成分质量不再发生变更成分质量不再发生变更,Le,Le变更同共晶合金变更同共晶合金,其室温组织为其室温组织为Fe3C+LeFe3C+Le。组织组成物与组织组成物与相组成物标注区相组成物标注区别主要在别主要在+Fe3C和和+Fe3C两个相两个相区区.+Fe3C相区相区中有四个组织组中有四个组织组成物区，成物区，+Fe3C相区中有七个组相区中有

34、七个组织组成物区。织组成物区。（8）组织组成物在铁碳合金相图上的标注）组织组成物在铁碳合金相图上的标注 +Fe3C +Fe3C 标注组织的标注组织的Fe-FeFe-Fe3 3C C相图相图组织组成物在组织组成物在简化的简化的Fe-FeFe-Fe3 3C C相图上的标注相图上的标注ACDEFGSPQ1148727LAL+AL+Fe3C4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%CFe Fe3C T(A+Fe3C)LdLd+Fe3CA+Ld+Fe3CFA+FA+Fe3C(F+Fe3C)PP+F0.77%CP+Fe3CLdLd+Fe3CP+Ld+Fe3CK共晶相图共晶相图共析相图共析相图匀晶相图

35、匀晶相图(P+Fe3C)铁碳合金成分铁碳合金成分组织组织性能关系性能关系含碳量对室温平衡组织（相）的影响含碳量对室温平衡组织（相）的影响 钢钢铁素体铁素体 亚共析钢亚共析钢过共析钢过共析钢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共晶白口铸铁共晶白口铸铁共析钢共析钢白白 口口 铸铸 铁铁二次渗碳体二次渗碳体工工业业纯纯铁铁珠光体珠光体莱氏体莱氏体一次渗碳体一次渗碳体Fe3C钢钢 铁铁分分 类类组织组组织组成物相成物相对量对量%相组成相组成物相对物相对量量%含碳量含碳量%0 0.02180.772.114.36.6910010000三次渗碳体三次渗碳体含碳量对室温平衡相的影响含碳量

36、对室温平衡相的影响 含碳量与相的相对量关系如上图所示：含碳量与相的相对量关系如上图所示：w(c)%W(F)%w(c)%W(F)%，w(Fe3C)w(Fe3C)。含碳量与组织的相对量关系如上图所示。含碳量与组织的相对量关系如上图所示。含碳量与机械性能的关系如下图所示。硬度随含碳量增加而含碳量与机械性能的关系如下图所示。硬度随含碳量增加而呈线性增加。塑性、韧性：随呈线性增加。塑性、韧性：随C%C%而而。强度是一个对组织形态很敏感的性能。随含碳量的增加，亚强度是一个对组织形态很敏感的性能。随含碳量的增加，亚共析钢中珠光体增多而铁素体削减。珠光体的强度比较高，共析钢中珠光体增多而铁素体削减。珠光体的强

37、度比较高，其大小与细密程度有关。组织越细密，则强度值越高。铁素其大小与细密程度有关。组织越细密，则强度值越高。铁素体的强度较低。所以亚共析钢的强度随碳质量分数的增大而体的强度较低。所以亚共析钢的强度随碳质量分数的增大而增大。但当含碳量超过共析成分之后，由于强度很低的二次增大。但当含碳量超过共析成分之后，由于强度很低的二次渗碳体沿晶界出现，合金强度的增加变慢，到渗碳体沿晶界出现，合金强度的增加变慢，到w(C)=0.9%w(C)=0.9%时最大。再增加碳含量，由于组织中二次渗碳体沿晶界形成时最大。再增加碳含量，由于组织中二次渗碳体沿晶界形成完整的网，强度快速降低完整的网，强度快速降低 ，随着含碳量的进一步增加，强度，随着含碳量的进一步增加，强度不断下降。不断下降。w(C)w(C)2.11%2.11%，组织中有以，组织中有以Fe3CFe3C为基的为基的Le,Le,合金太脆，强度值很低，变更不大。合金太脆，强度值很低，变更不大。含碳量对力学性能的影响含碳量对力学性能的影响碳钢的机械性能与碳质量分数的关系碳钢的机械性能与碳质量分数的关系 （正火态）（正火态）