铁碳合金相图
铁碳合金相图
PAGE
铁碳合金相图
铁碳合金相图
非合金钢[(GＢ/T1３304-91),将钢分为非合金钢、低合金钢和合金钢三大类]和铸铁就就是应用极其广泛得重要金属材料,都就就是以铁为基主要由铁和碳组成得铁碳合金。了解铁碳合金成分与组织、性能得关系,有助于我们更好地研究和使用钢铁材料。本章将着重讨论铁碳相图及其应用方面得一些问题。
铁与碳可以形成一系列化合物:、、等。得含碳量为6、69%,铁碳合金含碳量超过６、69%,脆性很大,没有实用价值,所以本章讨论得铁碳相图,实际就就是-相图。相图得两个组元就就是和。
3、1-系合金得组元与基本相
3、ｌ、l组元
⑴纯铁就就是过渡族元素,1个大气压下得熔点为１5３８℃,20℃时得密度为。纯铁在不同得温度区间有不同得晶体结构(同素异构转变),即:
－(体心)－(面心)-(体心)
工业纯铁得力学性能大致如下:抗拉强度=1８0～２３0,屈服强度=1０0～１7０,伸长率30~50%,硬度为５0~80。
可见,纯铁强度低,硬度低,塑性好,很少做结构材料,由于有高得磁导率,主要作为电工材料用于各种铁芯。
⑵就就是铁和碳形成得间隙化合物,晶体结构十分复杂,通常称渗碳体,可用符号表示。具有很高得硬度但很脆,硬度约为9５0~105０,抗拉强度=３０,伸长率。
3、1、２基本相
-相图中除了高温时存在得液相,和化合物相外,还有碳溶于铁形成得几种间隙固溶体相:
⑴高温铁素体碳溶于-得间隙固溶体,体心立方晶格,用符号表示。
⑵铁素体碳溶于-得间隙固溶体,体心立方晶格,用符号或表示。中碳得固溶度极小,室温时约为０、0008％,600℃时约为0、0057％,在7２7℃时溶碳量最大,约为0、0218％,但也不大,在后续得计算中,如果无特殊要求可忽略不计。力学性能与工业纯铁相当。
⑶奥氏体碳溶于－得间隙固溶体,面心立方晶格,用符号或表示。奥氏体中碳得固溶度较大,在11４8℃时最大达2、11％。奥氏体强度较低,硬度不高,易于塑性变形。
3、2－相图
３、２、1-相图中各点得温度、含碳量及含义
-相图及相图中各点得温度、含碳量等见图３、1及表３、１所示。
图3、1及表３、1中代表符号属通用,一般不随意改变。
Ｃ,％(重量)→
图３、1-相图
表3、1相图中各点得温度、含碳量及含义
符号
温度(℃)
含碳量[%(质量)]
含义
A
B
C
D
E
F
G
H
J
K
N
P
Ｓ
Ｑ
1５３8
1495
１148
1２27
1148
11４8
91２
１49５
１49５
７27
１3９4
727
7２7
６00
(室温)
０
０、53
4、30
6、69
２、１1
6、６9
０
0、09
０、17
6、６9
０
0、02１8
０、77
０、０057
(０、0008)
纯铁得熔点
包晶转变时液态合金得成分
共晶点
Fｅ３C得熔点
碳在γ-Ｆe中得最大溶解度
Fe3Ｃ得成分
α－Fe→γ-Ｆe同素异构转变点
碳在δ-Fe中得最大溶解度
包晶点
Fe3Ｃ得成分
γ-Ｆｅ→δ－Fe同素异构转变点
碳在α-Fe中得最大溶解度
共析点
6０0℃(或室温)时碳在α-Fe中得最大溶解度
3、２、2-相图中重要得点和线
３、2、2、1三个重要得特性点
⑴点为包晶点合金在平衡结晶过程中冷却到1４9５℃时。点成分得与点成分得发生包晶反应,生成点成分得。包晶反应在恒温下进行,反应过程中、、三相共存,反应式为:或。
⑵点为共晶点合金在平衡结晶过程中冷却到1１48℃时。点成分得发生共晶反应,生成点成分得和。共晶反应在恒温下进行,反应过程中、、三相共存,反应式为:或。
共晶反应得产物就就是与得共晶混合物,称莱氏体,用符号表示,所以共晶反应式也可表达为:。
莱氏体组织中得渗碳体称为共晶渗碳体。在显微镜下莱氏体得形态就就是块状或粒状(７２7℃时转变为珠光体)分布在渗碳体基体上。
⑶点为共析点合金在平衡结晶过程中冷却到72７℃时点成分得发生共析反应,生成点成分得和。共析反应在恒温下进行,反应过程中、、三相共存,反应式为:或
共析反应得产物就就是铁素体与渗碳体得共析混合物,称珠光体,用符号表示,因而共析反应可简单表示为:
中得渗碳体称为共析渗碳体。在显微镜下得形态呈层片状。在放大倍数很高时,可清楚看到相间分布得渗碳体片(窄条)与铁素体片(宽条)。
得强度较高,塑性、韧性和硬度介于渗碳体和铁素体之间,其机械性能如下:
抗拉强度()770延伸率()2０~35％
冲击韧性()30～40