第三章合金的结构与铁碳相图

第三章合金的结构与铁碳相图知识点总结，详细的总结了合金的相结构，二元合金相图，铁碳合金相图，铁碳合金相图的应用。

合金的结构与铁碳相图

• 合金的相结构
  • 合金概念
    • 合金
      • 两种或两种以上金属元素,或金属和非金属元素组成的具有金属性质的物质
    • 组元
      • 组成合金的基本物质
    • 相
      • 金属或合金中具有相同化学成分、相同结构并以界面互相分开的各个均匀组成部分
    • 组织
      • 眼或借助于放大镜、显微镜观察到的材料内部的形态结构
  • 合金的相结构
    • 固溶液
      • 合金在固态下，组元间能够互相溶解而形成的均匀相称为固浴体
    • 金属化合物
      • 正常价化合物
        • 周期表上相距较远，电化学性质相差较大的两元素容易形成正常价化合物
      • 电子化合物
        • 电子化合物是由第Ⅰ族或过渡族元素与第Ⅱ至第V族元素结合而成的
      • 间隙化合物
        • 渡族金属元素与碳、氮、氢、硼等原子半径较小的非金属元素形成的金属化合物
    • 合金的组织
      • 固溶液
      • 金属化合物
• 二元合金相图
  • 建立相图
    • 实验测定
    • 理论计算
  • 二元均匀相图
    • 相图分析
    • 固溶液合金的平衡结晶过程
      • 形核和晶粒的长大
      • 能量起伏，结构起伏，成分起伏
    • 杠杆定律及其应用
    • 不平衡结晶
      • 态材料浇铸后的冷却速度较快，在每一温度下不能保证足够的扩散时间
  • 二元共晶相图
  • 二元包晶相图
  • 二元工析相图
• 铁碳合金相图
  • 基本相及基本组织
    • 铁素体F
      • 碳溶解在α-Fe中的间隙固溶体
    • 奥氏体A
      • ɣ-Fe中固溶少量碳的无磁性固溶体
    • 渗碳体Fe3C
      • 铁与碳形成的金属化合物
    • 珠光体P
      • 铁素体和渗碳体一起组成的机械混合物
    • 莱氏体Ld
      • 钢铁材料基本组织结构中的一种，常温下为珠光体、渗碳体和共晶渗碳体的混合物
  • 铁碳合金相图分析
    • 五个重要的成份点:P、S、E、C、K
    • 四条重要的线:EF、ES、GS、FK
    • 三个重要转变:包晶转变、共晶转变、共析转变
    • 二个重要温度:1148C、727C。
    • 概要
  • 结晶过程及组织
    • 工业纯铁
      • Wc<0.0218%
        • 组织：铁素体和少量三次渗碳体
    • 钢
      • 亚共析钢(wc<0.77%)
        • 组织：铁素体和珠光体
      • 共析钢( wc =0.77%)
        • 组织：珠光体
      • 过共析钢( wc >0.77%)
        • 组织：珠光体和二次渗碳体
    • 白口铁
      • 亚共晶白口铸铁(wc >2.11%)
        • 组织:珠光体＋二次渗碳体＋莱氏体
      • 共晶白口铸铁(wc=4.3%)
        • 组织：莱氏体
      • 过共晶白口铸铁(Wc >4.3%)
        • 组织：一次渗碳体＋莱氏体
• 铁碳合金相图的应用
  • 碳质量分数对平衡组织的影响
    • 随着钢中碳的质量分数的增加，平衡组织中的铁素体量不断减少，渗碳体量不断增多
  • 碳质量分数对力学性能的影响
    • 含碳量增加，硬度增加
    • 含碳量增加，塑性韧性降低
    • 含碳量增加，强度先增后降
  • 选材方面的应用
    • 低碳钢(0.1-0.25%C)：塑性、韧性好
    • 中碳钢(0.25-0.8%c)：强度、塑韧性好
    • 高碳钢(0.6-1.3%c)：硬度高、耐磨性好
  • 碳质量分数对工艺性能的影响
    • 切削加工性能
      • 碳质量分数过低，不易断屑
      • 碳质量分数过高，硬度太大，对刀具磨损严重
    • 铸造性能
      • 合金结晶温度越低，流动性好，铸造性能好
    • 锻造性能
      • 碳质量分数越高，锻造新越差
    • 焊接性能
      • 钢塑性越好，焊接性能越好
    • 热处理性能
      • 碳对热处理的影响较为明显