㈠ 铁碳合金相图的具体分析过程
一丶铁碳合金相图分析如下:
Fe—Fe3C相图看起 来比较复杂,但它仍然是由一些基本相图组成的,我们可以将Fe—Fe3C相图分成上下两个部分来分析.
1.【共晶转变】
(1)在1148℃,2.11%C的液相发生共晶转变:Lc (AE+Fe3C),
(2)转变的产物称为莱氏体,用符号Ld表示.
(3)存在于1148℃~727℃之间的莱氏体称为高温莱氏体,用符号Ld表示,组织由奥氏体和渗碳体组成;存在于727℃以下的莱氏体称为变态莱氏体或称低温莱氏体,用符号Ldˊ表示,组织由渗碳体和珠光体组成.
(4)低温莱氏体是由珠光体,Fe3CⅡ和共晶Fe3C组成的机械混合物.经4%硝酸酒精溶液浸蚀后在显微镜下观察,其中珠光体呈黑色颗粒状或短棒状分布在Fe3C基体上,Fe3CⅡ和共晶Fe3C交织在一起,一般无法分辨.
2.【共析转变】
(1)在727℃,0.77%的奥氏体发生共析转变:AS (F+Fe3C),转变的产物称为珠光体.
(2)共析转变与共晶转变的区别是转变物是固体而非液体.
3.【特征点】
(1)相图中应该掌握的特征点有:A,D,E,C,G(A3点),S(A1点),它们的含义一定要搞清楚.根据相图分析如下点:
(2)相图中重要的点(14个):
1.组元的熔点: A (0, 1538) 铁的熔点;D (6.69, 1227) Fe3C的熔点
2.同素异构转变点:N(0, 1394)δ-Fe γ-Fe;G(0, 912)γ-Fe α-Fe
相图
3.碳在铁中最大溶解度点:
P(0.0218,727),碳在α-Fe 中的最大溶解度;E(2.11,1148),碳在γ-Fe 中的最大溶解度
H (0.09,1495),碳在δ-Fe中的最大溶解度;Q(0.0008,RT),室温下碳在α-Fe 中的溶解度
4.【三相共存点】
S(共析点,0.77,727),(A+F +Fe3C);C(共晶点,4.3,1148),( A+L +Fe3C)
J(包晶点,0.17,1495)( δ+ A+L )
5.【其它点】
B(0.53,1495),发生包晶反应时液相的成分;F(6.69,1148 ) , 渗碳体;K (6.69,727 ) , 渗碳体
6.【特性线】
(1)相图中的一些线应该掌握的线有:ECF线,PSK线(A1线),GS线(A3线),ES线(ACM线)
(2)水平线ECF为共晶反应线.
(3)碳质量分数在2.11%~6.69%之间的铁碳合金, 在平衡结晶过程中均发生共晶反应.
(4)水平线PSK为共析反应线
(5)碳质量分数为0.0218%~6.69%的铁碳合金, 在平衡结晶过程中均发生共析反应.PSK线亦称A1线.
(6)GS线是合金冷却时自A中开始析出F的临界温度线, 通常称A3线.
(7)ES线是碳在A中的固溶线, 通常叫做Acm线.由于在1148℃时A中溶碳量最大可 达2.11%, 而在727℃时仅为0.77%, 因此碳质量分数大于0.77%的铁碳合金自1148℃冷至727℃的过程中, 将从A中析出Fe3C.析出的渗碳体称为二次渗碳体(Fe3CII). Acm线亦为从A中开始析出Fe3CII的临界温度线.
(8)PQ线是碳在F中固溶线.在727℃时F中溶碳量最大可达0.0218%, 室温时仅为0.0008%, 因此碳质量分数大于0.0008%的铁碳合金自727℃冷至室温的过程中, 将从F中析出Fe3C.析出的渗碳体称为三次渗碳体(Fe3CIII).PQ线亦为从F中开始析出Fe3CIII的临界温度线.Fe3CIII数量极少,往往予以忽略.
(9)Ac1— 在加热过程中,奥氏体开始形成的温度。
(10)Ac3— 在加热过程中,奥氏体完全形成的温度
(11)Ar1— 在冷却过程中奥氏体完全转变为铁素体或铁素体加渗碳体的温度
(12)Ar3— 在冷却过程中奥氏体开始转变为铁素的温度
(13)Arcm— 在过共析钢冷却过程中渗碳体开始沉淀的温度,
·(14)Accm— 在过共析钢加热过程中,渗碳体完全转化为奥氏体的温度。
6.【相图相区】
1.单相区(4个+1个): L,δ,A,F ,(+ Fe3C)
2.两相区(7个):L + δ,L + Fe3C,L + A, δ+ A ,A + F ,A + Fe3C ,F + Fe3C.
㈡ 铁碳合金的成分与性能
铁碳合金
铁碳合金是钢和铁的总称,是工业上应用最广泛的合金。铁碳合金是以铁为基本元素,以碳为主加元素组成的合金。在液态时,铁和碳可以无限互溶。在固态时,碳溶于铁中形成固溶体。当含碳量超过碳在铁中的固态溶解度时,则出现金属化合物。此外,还可以形成由固溶体和金属化合物组成的机械混合物。
下面分述铁碳合金在固态下出现的几种基本组织。
● 铁素体
铁素体是碳溶解在a-Fe中的间隙固溶体,常用符号F表示。它仍保持的体心立方晶格,其溶碳能力很小,常温下仅能溶解为0.0008%的碳,在727℃时最大的溶碳能力为0.02%。
由于铁素体含碳量很低,其性能与纯铁相似,塑性、韧性很好,伸长率δ=45%~50%。强度、硬度较低,σb≈250MPa,而HBS=80。
● 奥氏体
奥氏体是碳溶解在γ-Fe中的间隙固溶体,常用符号A表示。它仍保持γ-Fe的面心立方晶格。其溶碳能力较大,在727℃时溶碳为ωc=0.77%,1148℃时可溶碳2.11%。奥氏体是在大于727℃高温下才能稳定存在的组织。奥氏体塑性好,是绝大多数钢种在高温下进行压力加工时所要求的组织。奥氏体是没有磁性的。
● 渗碳体
渗碳体是铁与碳形成的金属化合物,其化学式为Fe3C。渗碳体的含碳量为ωc=6.69%,熔点为1227℃。其晶格为复杂的正交晶格,硬度很高HBW=800,塑性、韧性几乎为零,脆性很大。
在铁碳合金中有不同形态的渗碳体,其数量、形态与分布对铁碳合金的性能有直接影响。
● 珠光体
珠光体是奥氏体发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体。其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相物,也称片装珠光体。用符号P表示,含碳量为ωc=0.77%。其力学性能介于铁素体与渗碳体之间,决定于珠光体片层间距,即一层铁素体与一层渗碳体厚度和的平均值。
● 莱氏体
莱氏体是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体,其含碳量为ωc=4.3%。当温度高于727℃时,莱氏体由奥氏体和渗碳体组成,用符号Ld表示。在低于727℃时,莱氏体是由珠光体和渗碳体组成,用符号Ld’表示,称为变态莱氏体。因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体,所以硬度高,塑性很差。
㈢ 铁碳合金相图中,共析转变,共晶转变过程中室温的相组成物和组织组成物是什么
相组成物都是Fe 和Fe3C ,组织组成物,共析,珠光体(F和Fe3C 的机械混合物),共晶,莱氏体(A 和Fe3C 的混合物)
㈣ 铁碳合金的基本组织是什么
铁碳合金的基本组织有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体五种。
㈤ 在铁碳合金中,把共晶反应生成的奥氏体和渗碳体的机械混合物叫做( )简写L(三个
在铁碳合金中,把共晶反应生成的奥氏体和渗碳体的机械混合物叫做莱氏体
㈥ 在铁碳合金中莱氏体是由什么和什么所构成的机械混合物
莱氏体是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体,其含碳量为ωc=4.3%。当温度高于727℃时,莱氏体由奥氏体和渗碳体组成,用符号Ld表示。在低于727℃时,莱氏体是由珠光体和渗碳体组成,用符号Ld’表示,称为变态莱氏体。因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体,所以硬度高,塑性很差
分为高温莱氏体和低温莱氏体两种。奥氏体和渗碳体组成的机械混合物称高温莱氏体,用符号Ld或(A+Fe3C)表示。由于其中的奥氏体属高温组织,因此高温莱氏体仅存于727℃以上。高温莱氏体冷却到727℃以下时,将转变为珠光体和渗碳体机械混合物(P+Fe3C),称低温莱氏体,用Ld'表示。莱氏体含碳量为4.3%。由于莱氏体中含有的渗碳体较多,故性能与渗碳体相近,即极为硬脆。
莱氏体的命名得自Adolf Ledebur (1837-1916)。关于他,我们只知道他是Bergakademie Freiberg的第一个"Eisenhüttenkunde"教授,并因在1882年发现了铁碳"Mischkristalle" 而闻名。
㈦ 在铁碳合金中,把通过共析反应形成的铁素体和渗碳体的机械混合物叫做( )简写P
珠光体
㈧ 在fe-fe3c系合金中有哪几个基本相其结构,性能特点如何
1、液相。铁碳合金在溶化温度以上形成的均匀液体称为
液相,用符号L表示。
2、铁素体。碳在α-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体,
用符号F表示。碳在α-Fe中的溶解度很低,因此,铁
素体的机械性能与纯铁相近,其强度、硬度较低,
但具有良好的塑性、韧性。
3、奥氏体。 碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体,
用符号A表示。
4、渗碳体。 渗碳体是一种具有复杂晶体结构的间隙化合物,
它的分子式为Fe3C,渗碳体既是组元,又是基本相。
5、珠光体。 用符号P表示,它是铁素体与渗碳体薄层片相间
的机械机械混合物。
6、莱氏体 用符号Ld表示,奥氏体和渗碳体所组成的共晶体。
㈨ 碳素钢在常温下的铁-碳基本组织有哪些
铁碳合金中铁和碳结合的形式有:
一是碳溶于铁中形成的固溶体;
二是碳与铁形成的化合物;
三是固溶体和化合物组成混合物.
铁碳合金常温下的组织有:铁素体,渗碳体,珠光体,莱氏体
( 1)铁素体(F);碳原子溶人a-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体,呈体心立方晶格.铁素体在室温时的性能几乎与纯铁相同,其强度、硬度较低,塑性较好.铁素体存在于912℃以下,可以在室温下存在.
(2)渗联体:铁与碳形成的化合物称为渗碳体.它的分子式为Fe3C,含碳量为6.67%,它可在室温下存在.
(3)珠光体(P);铁素体和渗碳体的混合物称为珠光体.珠光体是含碳量为0.77%的奥氏体冷却到727℃时发生转变的产物,一般是铁素作与渗碳体呈片层状相间分布.它在727℃以下和室温存在.
(4)莱氏体(Le):莱氏体在室温时是珠光体和渗碳体所组成的机械混合物.其组织特征是在亮白色渗碳体基底上相间地分布着暗黑色斑点及细条状珠光体
㈩ 铁碳合金中的基本组织有哪些
铁素体:碳溶于α-Fe中的固溶体称为铁素体,符号为Fe。铁素体含碳量非常低,在727℃时为0.0008%,其机械性能与纯铁相似,强度和硬度不高,塑性和韧性好。
奥氏体:碳溶于γ-Fe中的固溶体称为奥氏体,符号为A。稳定的奥氏体存在温度为727℃,此时碳的溶解度为0.77%,奥氏体的强度,硬度和塑性都很好,是大多数钢进行高温锻造或轧制时所要求的组织。
渗碳体:含碳量为6.69%的铁与碳的金属化合物,分子式Fe3C用符号Cm表示。硬度高,塑性差,硬而脆,钢中渗碳体数量增多,强度和硬度提高而塑性下降。
珠光体:是铁素体与渗碳体的混合物,用P表示。显微镜下渗碳体和铁素体片层相间,交替排列。在平衡条件下珠光体的含碳量为0.77%,它的强度高,塑性、韧性和硬度介于渗碳体与铁素体之间。
莱氏体:高温状态下奥氏体和渗碳体的混合物,用Le表示。其机械性能与渗碳体相似,硬度很高,塑性很差。
上述五种组织中,铁素体、奥氏体和渗碳体是铁碳合金的基本相。