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