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第一節(jié) 鐵碳相圖 鐵碳合金的各種化合物： 一、鐵碳合金的組元 1、Fe: 過渡族元素，熔點(diǎn)1538℃，密度 7.84g/cm3。 純鐵有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：金屬在固態(tài)下發(fā)生的晶格類型的轉(zhuǎn)變。 2、Fe3C ：是鐵和碳組成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物，又叫滲碳體。性能特點(diǎn)是硬而脆。性能如下： σb=30MPa，δ=0，ψ=0 aK=0，HB=800kgf/mm2 二、鐵碳合金中的相 1、液相L。 2、δ相，又叫高溫鐵素體。在1495℃時(shí)的最大溶碳量為0.09%。 3、α相，又叫鐵素體（ F，α） 。在727 ℃時(shí)的最大溶碳量為0.0218%。 4、γ相，又叫奧氏體（A， γ）。 1148 ℃時(shí)的最大溶碳量為2.11%。 5、 Fe3C相，化合物相，有條狀，網(wǎng)狀，片狀和粒狀。 三、相圖中重要的點(diǎn)和線 包晶反應(yīng)：LB+δH A J 共晶反應(yīng)： LC A E +Fe3C 共晶反應(yīng)產(chǎn)物是奧氏體與滲碳體的共晶混合物，叫萊氏體，以Le表示，萊氏體中的滲碳體叫共晶滲碳體。 共析反應(yīng)： As F P +Fe3C 共析反應(yīng)產(chǎn)物是鐵素體與滲碳體的共析混合物，叫珠光體，以P表示，珠光體中的滲碳體叫共析滲碳體。 珠光體的強(qiáng)度高，塑性、韌性和硬度介于滲碳體和鐵素體之間。 GS線是合金冷卻時(shí)自A中開始析出F的臨界溫度線，叫A3線。 ES線是碳在A中的固溶線，叫Acm線。 二次滲碳體：碳含量大于0.77%的鐵碳合金自1148℃冷卻到727℃的過程中，從A中析出的滲碳體，用Fe3C Ⅱ表示， Acm線即為從A中開始析出Fe3C Ⅱ的臨界溫度線。 PQ線為碳在F中的固溶線。 三次滲碳體：從碳含量大于0.008%的鐵碳合金自727℃冷至室溫的過程中，從F中析出的滲碳體，用Fe3C Ⅲ表示， PQ線為從F中開始析出Fe3C Ⅲ的臨界溫度線。 第二節(jié) 鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程 根據(jù)鐵-滲碳體相圖，鐵碳合金可分為三類： （1）工業(yè)純鐵：C<0.0218% （2）鋼（ 0.0218%< C<=2.11%) 共析鋼：C=0.77%， 亞共析鋼：C<0.77%， 過共析鋼：C>0.77%。 (３) 白口鑄鐵( 2.11 %< C<=6.69%) 共晶白口鑄鐵： C=4.3%， 亞共晶白口鑄鐵： C<4.3%， 過共晶白口鑄鐵： C>4.3%。 1、工業(yè)純鐵： 依據(jù)杠桿定律，P中： F（%）=（6.69-0.77）/6.69=88% Fe3C（%）=1-88%=12% 3、亞共析鋼（0.4%C） 亞共析鋼的組織：0.3%wt%C與0.45wt%C 室溫組織組成物為鐵素體和珠光體的混合物，依據(jù)杠桿定律 P（%）= = 51% F（%）=1-51%=49% 鋼的室溫組成相為F和Fe3C： F（%）= = 94% Fe3C（%）=1-94%=6% 亞共析鋼中的碳含量可由其室溫平衡組織來估算，忽略0.0218，則： C%=P%（珠光體量）*0.77% 4、過共析鋼（1.2%C） 其組成相為F和Fe3C，組織組成物為Fe3CⅡ和P。 Fe3CⅡ（%）= =7% P （%）= 1-7%=93% 白口鑄鐵的結(jié)晶過程 組織組成物為萊氏體（共晶轉(zhuǎn)變剛完成時(shí)為高溫萊氏體，冷卻后變?yōu)槭覝厝R氏體（P+ Fe3CⅡ+ Fe3C），組成相為F+ Fe3C，其相對量也可求出。 6、亞共晶白口鑄鐵 室溫平衡組織為（P+ Fe3CⅡ+ Le’），其相對量也可求出。 A2.11（%）= =59% L4.3（%）=1-59%=41% Fe3CⅡ（%）= =13% A0.77（%）=59%-13%=46%， 由于A0.77共析反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)镻，所以P的相對重量為46%。 第五節(jié) 碳鋼 一、碳鋼中的常存雜質(zhì) 1、Mn：煉鋼時(shí)用錳鐵脫氧而殘留在鋼中的。含量為0.25~0.80%。錳大部分溶入鐵素體中，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化，對鋼的性能有益。 Mn+FeO→MnO+Fe Mn+FeS→MnS+Fe 2、Si：煉鋼時(shí)用硅鐵脫氧而殘留在鋼中的。鎮(zhèn)靜鋼含量為0.10~0.40%，沸騰鋼中為0.03~0.07%。硅大部分溶入鐵素體 |
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