(30)--4.1金属材料科学基础.ppt

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1、第四章第四章 铁碳合金铁碳合金4.1 4.1 节节 铁碳合金的组元及基本相铁碳合金的组元及基本相铁碳合金铁碳合金现代工业及工程中应用最广泛的金属材料铁碳合金相图一般所说的铁碳合金相图实际上是Fe Fe3C相图。要研究Fe Fe3C相图，首先得弄清铁碳合金的组元及基本相。Fe Fe3CFe3C Fe2CFe2C FeCFeC-C铁碳合金的组元铁碳合金的组元铁碳合金的基本组元铁碳合金的基本组元 纯铁的特征参数纯铁的特征参数：原子序数原子序数：26熔点熔点：1538汽化点汽化点：2738 密度密度：在20时为7.87g/cm3 纯铁纯铁铁铁碳碳 纯铁的晶体结构及变化纯铁的晶体结构及变化：三种同素异晶

2、状态三种同素异晶状态：-Fe、-Fe、-Fe L 1538 Fe bcc1394Fe fcc 912Febcc(A4)(A3)纯铁的冷却曲线及组织结构转变示意图纯铁的冷却曲线及组织结构转变示意图1.纯铁在冷却中经历两次同素异构转变。2.铁的同素异晶转变，是钢的合金化和 热处理的基础，具有很大的实际意义。3.-Fe在770还将发生磁性转变，即由 高温的顺磁性转变为低温的铁磁性状态。4.磁性转变温度770称为铁的A2点，也 称为铁的居里点。在发生磁性转变时铁 的晶格类型不变。纯铁的冷却曲线及晶体结构变化 碳碳碳有两种存在形式Fe3C是一个亚稳定相，在一定条件下可分解为铁素体和石墨，石墨是碳存在的更

3、稳定的状态。渗碳体渗碳体石墨石墨（Fe Fe3C）铁碳合金的基本相铁碳合金的基本相 铁素体：铁素体：碳在-Fe中的间隙固溶体，一般用 “”或“F”表示。体心立方结构，溶碳能力很小 0.008%(20)0.0218%(727)组织组织：不规则的多边形颗粒。性能性能：强度低(b=180230MPa);硬度低(50HBS80HBS)；塑性好(:3050；:70 80 )；铁磁性(770 以下)；铁素体组织例例：工业纯铁 铁素体或高温铁素体铁素体或高温铁素体：碳溶于体心立方结构-Fe中的间隙固溶体。奥氏体：奥氏体：碳在-Fe中的间隙固溶体，一般用“”或“A”表示。面心立方结构；溶碳能 力较大。奥氏体的

4、溶碳能力较大，在1148时溶解度为2.11%，冷却至727时溶解度为0.77%；它的最大溶解度差不多是铁素体的最大溶解度的100倍，这是为什么呢？面心立方结构的最大间隙半径比体心立方结构的大。奥氏体：奥氏体：碳在-Fe中的间隙固溶体，一般用“”或“A”表示。面心立方结构；溶碳能 力较大 0.77%(727)2.11%(1148)组织组织：不规则的多边形颗粒。奥氏体组织性能性能：强硬度较低；塑性很好,变形抗力较低,易于锻压成形;顺磁性；热加工(塑性变形)相；合金化后成为室温基体相(无磁性)渗碳体：渗碳体：铁与碳以一定的金属键形成间隙化合物，用“Fe3C”含碳量为6.69%，晶体结构 属于复杂正交晶系。铁素体晶体结构性能性能：理论熔点：1227 强度低：b=30MPa;硬度高：800HB 无塑性：=0;=0;Ak=0 硬、脆是钢中的强化相。在230 以下，渗碳体呈弱的铁磁性。