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为什么要学习铁碳合金相图?

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为什么要学习铁碳合金相图?

金属材料中钢和铸铁是工业中应用最广泛的铁碳合金,铁碳合金相图是研究铁碳合金最基本的工具,是研究碳钢和铸铁的成分、温度、组织及性能之间关系的理论基础,制定热加工、热处理、铸造等工艺的依据。

因此,学习铁碳合金相图非常重要!

1.铁碳合金相图的分析

铁碳合金相图口诀:

温度成分建坐标,铁碳二元要记牢。

三平三垂标特点,九星闪耀五弧交。 

共晶共析液固线,十二面里组织标。

基本组织先标好,相间组织共逍遥。 

分析成分断组织,锻造处理离不了。

五个单相区: L、δ 、 γ、α、Fe3C

三平:HJB包晶线,ECF共晶线,PSK共析线。





 

共晶产物是γ 与Fe3C的机械混合物,称作莱氏体(Ledeburite),用Le表示。为蜂窝状。

以Fe3C为基,性能硬而脆。






共析产物是与Fe3C的机械混合物, 称作珠光体(Perlite),用P表示。组织特点是两相呈片层相间分布,性能介于两相之间。




三垂:

                                 

九星:A  D  E  C  F  P  S  K  G


五弧:

液相线---ABCD

固相线---AHJECFD

GS—γ ⇄ α固溶体转变线

ES—碳在γ-Fe中的固溶线

PQ—碳在α-Fe中的固溶线

七个两相区: 

L+α、L+γ、L+Fe3C、δ+γ、γ+Fe3C、γ+α 、α+Fe3C 

2.铁碳合金相图的应用

在选材方面的应用

在制定热加工工艺方面的应用(如铸造、锻造、焊接及热处理)

在选材方面的应用

  • 低碳钢(0.10~0.25%C) 制造塑性高、韧性好的零件,如建筑结构和容器等

  • 中碳钢(0.25~0.60%C) 制造强度、塑性、韧性都较好的零件,如轴、齿轮等

  • 高碳钢(0.6~1.3%C)   制造硬度高、耐磨性好的零件,如工具、模具等

  • 纯铁强度低,不宜用作结构材料,但导磁率高,可作软磁材料,如电磁铁的铁芯等。

  • 白口铸铁硬度和脆性很高,不能切削加工和锻造,但具有很高的抗磨损能力,铸造性能优良,可应用于少数需要耐磨而不受冲击的零件,如:拔丝模、轧辊和球磨机的铁球等。


在制定热加工工艺方面的应用


 铸造工艺

 锻造工艺

 焊接工艺

 热处理工艺




知识拓展

拓展A:PSK线又称A1 线,GS线又称A3 线,ES线又称Acm线,是制定热处理工艺的重要参考线。

拓展B:铁碳相图只反映铁碳二元合金中相的平衡状态,合金中含有其它元素,相图将发生一定变化。


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