工程材料-(热能卓越班)课件.ppt

单晶体与多晶体示意图 位错网络 无限固溶体 具有复杂晶挌的金属化合物Fe3C 珠光体P：为F+Fe3C的混合物，呈层片状，由于Fe3C的强化作用，珠光体性能较好； 亚共析钢：由F+P组成，随碳量增加，珠光体量增加，强度性能? 过共析钢：P+ Fe3CII组成，当含碳量?1%， Fe3CII断续分布在晶界处，强度性能?；当含碳量1%， Fe3CII呈连续网状分布在晶界处，强度性能? L L+A A P 相组成：F+Fe3C ????? ????????? 组织组成物：P (3)、亚共析钢 平衡结晶过程分析 T(℃) A G Q E C F P K (Fe) (Fe3C) L L+A L+Fe3C A+F A F D wt% C 2.11 0.77 4.3 727 ℃ 1148 ℃ S 6.69 F+Fe3C A+Fe3C 铁碳合金状态图 1 2 3 4 A A A A A 2~3 P 先共析F 0.4 L 1以上 L+A 1~2 F +A 3~4 F + P 4以下 F A A A A A A A A 先共析F P 组织：F (铁素体)+P (珠光体) 亚共析钢室温下的组织：F+P 随着C%↑，P量↑， F量↓，强度↑，塑韧性↓ 20#钢与45#钢组织、性能对比 性能 16 25 δ(%) 600 410 σb(Mpa) 45# 20# 性能 钢 材料：20钢 组织：F+P 材料：45钢 组织：F+P 金相显微 组织 20# 60# 40# L L+A A A+F P+F 相组成：F+Fe3C ????? ????????? 组织组成物：F+P (4)、过共析钢 S A G Q E C F P K Fe Fe3C L L+A L+Fe3C A A+F A+Fe3C A F+Fe3C F D 温度℃ C% 2.11 0.77 4.3 727 ℃ 1148 ℃ 0.02 铁碳合金状态图 1 2 3 4 L L+A A A+Fe3CII P+Fe3CII 过共析钢室温下的组织：Fe3CⅡ+P Fe3CⅡ P 组织： Fe3C (渗碳体)+P (珠光体) 由于Fe3C是硬脆相，Fe3CⅡ呈连续网状分布在P周围晶界部位，这种组织对性能非常不利，使钢脆性很大，受冲击时易沿晶界开裂；而且这种组织硬度太高，不易切削。 Fe3CⅡ呈网状分布在P周围晶界部位 相组成物：F+Fe3C ??????? 组织组成物：P+Fe3CII 标注组织的Fe-Fe3C相图 C% A G Q E C F P S K Fe Fe3C L L+A L+Fe3CⅠ A A+F A+Fe3CII A P P+F P+Fe3CII F F+Fe3C D 温度℃ 2.11 0.77 4.3 727 ℃ 1148 ℃ 0.02 Ⅲ 6、含碳量对钢机械性能的影响 含碳量对碳钢机械性能的影响 ②固溶体性能特点 固溶强化:由于溶质原子溶入溶剂晶格产生晶格畸度而造成材料硬度升高，塑性和韧性没有明显降低。 溶质原子溶入→晶格畸变→位错远动阻力上升 →金属塑性变形困难→强度、硬度升高。 固溶强化是一种重要的强化手段 铁碳合金中的固溶体： 铁素体 F?? （C 固溶到 α-Fe中） 奥氏体 A （C 固溶到γ-Fe中） 溶质原子的溶入，使固溶体晶格产生畸变 α-Fe的固溶强化 ③在合金中的地位与作用 基体相，用以保证合金的塑性与韧性。 2、金属间化合物 金属间化合物是合金的组元相互作用而形成的 具有金属特性，而晶格类型和特性又完全不同 于任一组元的化合物一中间相。 ③性能不同于各组元，一般硬而脆，熔点高 在合金中的地位与作用:是重要的强化相，用以提高合金的强度、硬度、耐磨性。 ② 有一定或大致一定的原子比值，可用化学式表示其组成 ① 新的不同于任一组元的晶格类型 特点： （铁碳合金中的金属化合物：渗碳体Fe3C） 1. 合金结晶特点 （1）一般是在一定温度范围内结晶的， 也是一个放热的过程 （2）结晶过程也包括形核和长大两个过程。 2. 二元合金状态图的建立（以Cu-Ni合金为例） 相图：描述平衡条件下，合金系中各相之间关系 的温度、成份坐标图称为相图（平衡图，状态图） 步骤： （1）配置不同成分的合金。 (Ⅰ：纯铜 Ⅱ：75%Cu+25%Ni ?? ? Ⅲ：50%Cu+50%Ni Ⅳ：25%Cu+75%Ni ???????? Ⅴ：纯Ni） 二．合金的结晶与相图 （2） 测定各合金的冷却曲线，找出组织转变的临界点，并标到温度--成分坐标图中。 （3） 连接具有相