铁碳合金状态图
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铁碳合金
铁碳合金
钢铁是现代工业中应用最广泛的金属材料。其基本组元是铁和碳,故统称为铁碳合金。由于碳的质量分数大于6.69%时,铁碳合金的脆性很大,已无实用价值。所以,实际生产中应用的铁碳合金其碳的质量分数均在6.69%以下。
第一节 铁碳合金的基本组织
铁碳合金的基本组织有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体。 1.铁素体
碳溶入α-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体,用符号F表示。铁素体具有体心立方晶格,这种晶格的间隙分布较分散,所以间隙尺寸很小,溶碳能力较差,在727℃时碳的溶解度最大为0.0218%,室温时几乎为零。铁素体的塑性、韧性很好(δ=30~50%、aKU=160~200J/cm),但强度、硬度较低(σb=180~280MPa、σs=100~170MPa、硬度为50~80HBS)。
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图4.1 铁素体的显微组织(200×)
2.奥氏体
碳溶入γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体,用符号A表示。奥氏体具有面心立方晶格,其致密度较大,晶格间隙的总体积虽较铁素体小,但其分布相对集中,单个间隙的体积较大,所以γ-Fe的溶碳能力比α-Fe大,727℃时溶解度为0.77%,随着温度的升高,溶碳量增多,1148℃时其溶解度最大为2.11%。
铁碳合金
第四章 铁碳合金
一、目的与要求
主要讲授铁碳合金的基本相和基本组织;铁碳合金相图的分析、铁碳合金的分类、典型铁碳合金的结晶过程及室温组织;碳钢的概念、常存杂质元素对钢性能的影响、常用碳钢等内容。
二、重点与难点
重点:铁碳合金相图的相变规律、典型合金的结晶过程、常见碳钢。 难点:铁碳合金相图的相变、典型铁碳合金的结晶过程及室温组织。
三、教学方法与手段
课堂讲解、多媒体演示、实验。 四、教学内容与步骤 五、习题与思考题
1.何谓金属的同素异构转变?试画出纯铁的结晶冷却曲线和晶体结构变化图。
答:由于条件(温度或压力)变化引起金属晶体结构的转变,称同素异构转变。
2.为什么γ-Fe 和α- Fe 的比容不同?一块质量一定的铁发生(γ-Fe →α-Fe )转变时,其体积如何变化?
答:因为γ-Fe和α- Fe原子排列的紧密程度不同,γ-Fe的致密度为74%,α- Fe的致密度为68%,因此一块质量一定的铁发生(γ-Fe →α-Fe )转变时体积将发生膨胀。 3.何谓铁素体(F),奥氏体(A),渗碳体(Fe3C),珠光体(P),莱氏体(Ld)?它们的结构、组织形态、性能等各有何特点?
答:铁素体(F):铁素体是碳在??Fe中形成的间隙固
铁碳合金习题
习题一
一、选择题
1. 铁素体是碳溶解在( )中所形成的间隙固溶体。 A.α-Fe B.γ-Fe C.δ-Fe D.β-Fe
2.奥氏体是碳溶解在( )中所形成的间隙固溶体。 A.α-Fe B.γ-Fe C.δ-Fe D.β-Fe 3.渗碳体是一种( )。
A.稳定化合物 B.不稳定化合物 C.介稳定化合物 D.易转变化合物
4.在Fe-Fe3C相图中,钢与铁的分界点的含碳量为( )。 A.2% B.2.06% C.2.11% D.2.2% 5.莱氏体是一种( )。
A.固溶体 B.金属化合物 C.机械混合物 D.单相组织金属 6.在Fe-Fe3C相图中,ES线也称为( )。
A.共晶线 B.共析线 C.A3线 D.Acm线 7.在Fe-Fe3C相图中,GS线也称为( )。
A.共晶线 B.共析线 C.A3线 D.Acm线 8. 在Fe-Fe3C相图中,共析线也称为()。
A.A1线 B.ECF线 C.Acm线 D.PSK线 9.珠光体是一种( )。
A.固溶体 B.金属化合物 C.机械
第11讲 状态图和活动图
11.1 状态图11.2 活动图11.3 顺序图11.4 协作图11.5 构件图11.6 配置图
11.1 状态图11.2 活动图11.3 顺序图11.4 协作图11.5 构件图11.6 配置图
11.1 状态图11.2 活动图11.3 顺序图11.4 协作图11.5 构件图11.6 配置图
11.1 状态图11.2 活动图11.3 顺序图11.4 协作图11.5 构件图11.6 配置图
11.1 状态图11.2 活动图11.3 顺序图11.4 协作图11.5 构件图11.6 配置图
11.1 状态图11.2 活动图11.3 顺序图11.4 协作图11.5 构件图11.6 配置图
11.1 状态图11.2 活动图11.3 顺序图11.4 协作图11.5 构件图11.6 配置图
11.1 状态图11.2 活动图11.3 顺序图11.4 协作图11.5 构件图11.6 配置图
11.1 状态图11.2 活动图11.3 顺序图11.4 协作图11.5 构件图11.6 配置图
11.1 状态图11.2 活动图11.3 顺序图11.4 协作图11.5 构件图11.6 配置图
11.1 状态图11.2 活动图11.3 顺序图11.4 协作图11.5 构件图11.6 配置图
铁碳合金习题(答案)
铁碳合金
一、填空题
1. 在铁碳合金基本组织中, 奥氏体 、 铁素体 和 渗碳体 属于单相组织。
珠光体 和 莱氏体 属于两相组织。
2. 根据溶质原子在溶剂晶格中的分布情况,固溶体有二种基本类型,它们是 置换
固溶体 和 间隙固溶体 。
3. 根据溶质在溶剂中的溶解情况,置换固溶体可分为 无限固溶体 和 有限固溶
体 两种。
4. 铁素体与渗碳体的机械混合物称为 珠光体 ,渗碳体与铁素体片状相间的组织
又称为 片状珠光体 ,在铁素体基体上分布着颗粒状渗碳体的组织又称为 粒状珠光体 。
5. 不同晶体结构的相,机械地混合在一起的组织,叫做 固态机械混合物 ,铁碳
合金中,这样的组织有 珠光体 和 莱氏体 。
6. 在铁碳合金基本组织中, 铁素体 和 奥氏体 属于固溶体; 渗碳体 属于化合物; 珠光体 和 莱氏体 属于机械混合物。 7. 分别填写下列铁碳合金组织的符号:
奥氏体 A ;铁素体 F ;渗碳体 C ;珠光体 P 。
8. 铁和碳形成的金属化合物(Fe3C)称为 渗碳体 、含碳量为 6.69% 。 9. 铁素体在室温时,对碳的溶解度是
铁碳合金相图
1.何谓金属的同素异构转变?试画出纯铁的结晶冷却曲线和晶体结构变化图。
答:由于条件(温度或压力)变化引起金属晶体结构的转变,称同素
异构转变。
2.为什么γ-Fe 和α- Fe 的比容不同?一块质量一定的铁发生(γ-Fe →α-Fe )转变时,其体积如何变化?
答:因为γ-Fe和α- Fe原子排列的紧密程度不同,γ-Fe的致密度
为74%,α- Fe的致密度为68%,因此一块质量一定的铁发生(γ-Fe →α-Fe )转变时体积将发生膨胀。
3.何谓铁素体(F),奥氏体(A),渗碳体(Fe3C),珠光体(P),莱氏体(Ld)?它们的结构、组织形态、性能等各有何特点?
答:铁素体(F):铁素体是碳在??Fe中形成的间隙固溶体,为体心
立方晶格。由于碳在??Fe中的溶解度`很小,它的性能与纯铁相近。塑性、韧性好,强度、硬度低。它在钢中一般呈块状或片状。
奥氏体(A):奥氏体是碳在??Fe中形成的间隙固溶体,面心立方
晶格。因其晶格间隙尺寸较大,故碳在??Fe中的溶解度较大。有很好的塑性。
渗碳体(Fe3C):铁和碳相互作用形成的具有复杂晶格的间隙化合物。
渗碳体具有很高的硬度,但塑性很差,延伸率接近于零。
铁碳合金习题(答案)
铁碳合金
一、填空题
1. 在铁碳合金基本组织中, 奥氏体 、 铁素体 和 渗碳体 属于单相组织。
珠光体 和 莱氏体 属于两相组织。
2. 根据溶质原子在溶剂晶格中的分布情况,固溶体有二种基本类型,它们是 置换固溶体 和 间隙固溶体 。
3. 根据溶质在溶剂中的溶解情况,置换固溶体可分为 无限固溶体 和 有限固溶体 两种。
4. 铁素体与渗碳体的机械混合物称为 珠光体 ,渗碳体与铁素体片状相间的组织又称为 片状珠光体 ,在铁素体基体上分布着颗粒状渗碳体的组织又称为 粒状珠光体 。
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5. 不同晶体结构的相,机械地混合在一起的组织,叫做 固态机械混合物 ,铁碳合金中,这样的组织有 珠光体 和 莱氏体 。 6. 在铁碳合金基本组织中, 铁素体 和 奥氏体 属于固溶体; 渗碳体 属于化合物; 珠光体 和 莱氏体 属于机械混合物。 7. 分别填写下列铁碳合金组织的符号:
奥氏体 A ;铁素体 F ;渗碳体 C ;珠光体 P 。 8. 铁和碳形成的金属化合物(Fe3C)称为 渗碳体 、含碳量为 6.69% 。
9. 铁素体在室温时,对碳的溶解
铁碳平衡图
铁碳平衡图(iron—carbon equilibrium dia—gram)
表示在接近平衡(铁一石墨)和亚稳条件(铁一碳化铁)下铁碳合金在不同碳含量、不同温度下所呈现的相和这些相之间平衡关系的图,又称铁碳相图。它是研究和使用钢铁材料、制定其铸造、热加工和热处理工艺以及分析工艺废品时的重要依据。
简史 1868年,俄国学者切尔诺夫(д.K.ЧepHOB)注意到只有把钢加热到某一温度以上再快冷,才能使钢淬硬,从而有了临界点的概念。1887~1892年,法国人奥斯蒙(F.Osmond)等发现临界点A3和A2,他认为这表示铁有同素异构体,他称从室温至A2温度保持稳定的相为α-Fe;A2~A3间为β-Fe;A3以上为γ-Fe。1895年,他进一步证明,如铁中含有少量碳,则在690℃或710℃左右出现临界点,即A1点,标志在此温度以上碳溶解在铁中,而低于此温度时,碳以渗碳体形式由固溶体中分解出来,随铁中碳含量提高,A3下降与A2相合,然后继续下降,当碳含量为0.8%~0.9%时与A1合为一点。1904年,又发现A4至熔点间为δ-Fe。以上述临界点工作的成果为基础,1899年,英国人罗伯茨(w.C.Roberts)和奥斯汀(Auste
铁碳合金基本组织
铁碳合金的基本组织
组织名称 符号 含碳量 存在温度 强度 硬度 塑性 韧性 莱氏体 铁素体 奥氏体 渗碳体 珠光体 其他性能 1、根据构成合金元素之间相互作用不同,合金组织可分为______、_________、_______三种类型。
2、组元在固态时,互相溶解形成均匀一致的固体合金称为______,根据溶质原子在熔剂晶格中所处的位置不同,它可分为__ ___和___ __两种。 3、组成合金的组元,发生________,而形成一种具有________的固体物质,称为金属化合物,其性能特点是___ 、 ___、_____ _和____ __。 4、两种或两种以上的相,按一定质量百分数组成物质称为____ ___。铁碳合金中,这样的组织有________和________。
5、填写铁碳合金基本组织的符号:奥氏体 ;铁素体 ;渗碳体 ;珠光体 ;高温莱氏体 ;低温莱氏体 。 6、珠光体是由
铁碳合金基本组织
铁碳合金的基本组织
组织名称 符号 含碳量 存在温度 强度 硬度 塑性 韧性 莱氏体 铁素体 奥氏体 渗碳体 珠光体 其他性能 1、根据构成合金元素之间相互作用不同,合金组织可分为______、_________、_______三种类型。
2、组元在固态时,互相溶解形成均匀一致的固体合金称为______,根据溶质原子在熔剂晶格中所处的位置不同,它可分为__ ___和___ __两种。 3、组成合金的组元,发生________,而形成一种具有________的固体物质,称为金属化合物,其性能特点是___ 、 ___、_____ _和____ __。 4、两种或两种以上的相,按一定质量百分数组成物质称为____ ___。铁碳合金中,这样的组织有________和________。
5、填写铁碳合金基本组织的符号:奥氏体 ;铁素体 ;渗碳体 ;珠光体 ;高温莱氏体 ;低温莱氏体 。 6、珠光体是由