工程材料与机械制造基础4铁碳合金
的连线叫固相线。
二元相图分析
二元相图的基本类型与分析 匀晶相图 l 两组元在液态和固
态下均无限互溶时 所构成的相图称二 元匀晶相图。 l 以Cu-Ni合金为例 进行分析。
Cu-Ni合金相图
匀晶相图
• 相图由两条线构成 ，上面是液相线， 下面是固相线。
有序固溶体。
黄铜置换固溶体组织
固溶体
• ② 间隙固溶体 • 溶质原子嵌入溶剂晶格间隙所形成的固溶体。 • 形成间隙固溶体的溶质元素是原子半径较小的非金
属元素，如C、N、B 等，而溶剂元素一般 是过渡族元素。 l 形成间隙固溶体的一 般规律为r质/r剂<0.59。 l 间隙固溶体都是无序 固溶体。
固溶体
• ③ 固溶体的溶解度 • 溶质原子在固溶体中的极限浓度。 • 溶解度有一定限度的固溶体称有限
固溶体。 • 组成元素无限互溶的固溶体称无限
固溶体。 • 组成元素原子半径、电化学特性相
近，晶格类型相同的置换固溶体， 才有可能形成无限固溶体。 • 间隙固溶体都是有限固溶体。
化合物 固溶体
Cu-Ni无限固溶体 Cu-Zn有限固溶体
工程材料与机械制造基础
第四章 铁碳合金
海洋科学与技术学院 贾 非
Dalian University of Technology
*
主要内容
l 合金的相结构
固溶体
二元相图的建立
杠杆定律
共晶相图
共析相图
l 铁碳合金的结构和相图
铁碳合金的基本组织
铁碳合金相图
典型成分合金平衡结晶过程分析
• 如FeB、Fe3C、Cr23C6等。 Fe3C称渗碳体，是钢中重要组 成相，具有复杂斜方晶格。
Fe3C的晶格
• 化合物也可溶入其它元素原子， 形成以化合物为基的固溶体。
高温合金中的Cr23C6
二元合金状态图的建立
• 合金的结晶过程比纯金属复杂，常用相图进行分析. • 常压下，合金存在的状态由成分和温度确定。 • 合金相图是表示在平衡条件下合金系中的合金状态与
• M4X (Fe4N)、 • M2X (Fe2N、 W2C)、 • MX (TiC、VC、TiN)等。 • 间隙相具有金属特征和极高
的硬度及熔点，非常稳定。 • 部分碳化物和所有氮化物属
于间隙相。
VC的结构
金属化合物
• b. 具有复杂结构的间隙化合物
• 当r非/r金>0.59时形成复杂结构间 隙化合物。
• 相图被两条线分为 三个相区，液相线 以上为液相区L ， 固相线以下为 固 溶体区，两条线之 间为两相共存的两 相区（L+ ）。
L
液相线 L +
固相线
Cu
成分（wt%Ni）
② 电子化合物—符合电子 浓度规律。如Cu3Sn。 电子浓度为价电子数与 原子数的比值。
③ 间隙化合物—由过渡族 元素与C、N、B、H等小 原子半径的非金属元素 组成。
Al-Mg-Si合金中的Mg2Si Pb基轴承合金中的电子化合物
金属化合物
• a. 间隙相：r非/r金0.59时形 成的具有简单晶格结构的间 隙化合物。如
剂。其它元素称溶质。
l 固溶体是合金的重要组成相，实 际合金多是单相固溶体合金或以
Cu-Ni置换固溶体
固溶体为基的合金。
l 按溶质原子所处位置分为置换固 溶体和间隙固溶体。
Fe-C间隙固溶体
固溶体
• ① 置换固溶体 • 溶质原子占据溶剂晶格某些结点位置所形成的固溶体。 • 溶质原子呈无序分布的称无序固溶体，呈有序分布的称
• 组织 一种或多种相按一定方式 相互结合所构成的整体。
• 显微组织 是指在显微镜下观察 到的金属中各相或各晶粒的形态 、数量、大小和分布的组合。
• 固态合金中的相分为固溶体和金 属化合物两类。
两相 合金
合金的相结构
• 固溶体 合金中其结构与组成元素之一的晶体结构
相同的固相。习惯以、、表示。 l 与合金晶体结构相同的元素称溶
*
铁碳合金的应用
铁碳合金
合金的相结构 • 合金是指由两种或两种
以上元素组成的具有金 属特性的物质。 • 组成合金的元素可以是 全部是金属，也可是金 属与非金属。 • 组成合金的元素相互作 用可形成不同的相。
黄铜 Al-Cu两相合金
合金的相结构
单相
• 相 是指金属或合金中凡成分相 合金 同、结构相同，并与其它部分有 界面分开的均匀组成部分。
• 几乎所有的相图都是通过实验得到的，最常用的是 热分析法。
• 二元相图的建立步骤为：[以Cu-Ni合金(白铜)为例] • 1. 配制不同成分的合金，测出各合金的冷却曲线，
找出曲线上的临界点（停歇点或转折点）。 • 2. 将临界点标在温度-成分坐标中的成分垂线上。 • 3. 将垂线上相同意义的点连接起来，并标上相应的
• ⑵ 金属化合物 • 合金中其晶体结构与组成元素的晶体结构均不相同
的固相称金属化合物。金属化合物具有较高的熔点 、硬度和脆性，并可用分子式表示其组成。
l 当合金中出现金属化合 物时，可提高其强度、 硬度和耐磨性，但降低 塑性。
l 金属化合物也是合金的 重要组成相。
铁碳合金中的Fe3C
金属化合物
① 正常价化合物—符合正 常原子价规律。如Mg2Si
温度、成分之间关系图解。又称状态图或平衡图。
二元合金状态图的建立
• 合金系是指由两个或两个以上元素按不同比例配制的
一系列不同成分的合金。
l 组元是指组成合金的最简
单、最基本、能够独立存
L
在的物质。
温度（℃）
l 多数情况下组元是指组成
合金的元素。但对于既不
发生分解、又不发生任何
反应的化合物也可看作组
固溶体
• ④ 固溶体的性能 • 随溶质含量增加, 固溶体的
强度、硬度增加, 塑性、韧 性下降—固溶强化。 • 产生固溶强化的原因是溶 质原子使晶格发生畸变及 对位错的钉扎作用。 l 与纯金属相比，固溶体的强度、硬度高，塑性、韧 性低。但与化合物相比，其硬度要低得多，而塑性 和韧性则要高得多。
合金的相结构
元, 如Fe-C合金中的Fe3C。
Cu
成分（wt %Ni）
Ni
Cu-Ni合金相图
二元合金状态图的建立
• 相图表示了在缓冷条件下不同成分合金的组织随温 度变化的规律，是制订熔炼、铸造、热加工及热处 理工艺的重要依据。
• 根据组元数, 分为二元相图、三元相图和多元相图。
Fe-C二元相图
三元相图
二元相图的建立
铁碳合金相图(机械制造基础)
第3章 铁碳合金相图
主要理论及工程应用导航
非合金钢和铸铁是应用极其广泛的重要金属材 料，都是以铁为基主要由铁和碳组成的铁碳合 金。要掌握非合金钢和铸铁的组织、性能、特 点及热处理原理，首先必须了解铁碳合金中成 分、组织与性能之间的相互关系。铁碳合金相 图就是研究铁碳合金组织与性能关系的重要工 具，它为铁碳合金的选材提供了理论依据，同 时又是制定铸、锻、热处理等加工工艺的重要 依据之一。本章将着重讨论铁碳相图及其应用 方面的一些问题。
3.2 铁碳合金相图基础知识
纯铁的同素异构转变
第3章 铁碳合金相图
3.2 铁碳合金相图基础知识
铁碳合金的基本相 （1）铁素体：碳溶于 - Fe 的固溶体，用符号 或F 表示。 （2）奥氏体：碳溶于 - Fe 的固溶体，用符号 或 A 表示。 （3）渗碳体：铁和碳形成的稳定化合物Fe C ，可用符号 Cm 表示。 （4）珠光体：铁素体与渗碳体的机械混合物，用符号P 表示，其含碳量为0.77%。 （5）莱氏体： 在727℃以上时，是奥氏体与渗碳体组成的机械混合 物，用符号Le 表示； 在727℃以下，是珠光体与渗碳体组成的机械混合物， 用符号 表示。 Le
共析钢结晶过程
室温组织：珠光体P
第3章 铁碳合金相图
3.2 铁碳合金相图基础知识
亚共析钢结晶过程
室温组织：珠光体P+铁素体F
第3章 铁碳合金相图
3.2 铁碳合金相图基础知识
过共析钢结晶过程
室温组织：珠光体P+二次渗碳体Fe3CⅡ
第3章 铁碳合金相图
3.2 铁碳合金相图基础知识
共晶白口铸铁结晶过程
第3章 铁碳合金相图
知识目标
1. 了解纯金属与合金的晶体结构，熟悉纯铁的同 素异构转变。 2. 了解铁碳合金的基本相，熟悉铁碳合金基本相 的晶体结构、溶碳能力、力学性能等。 3. 掌握铁碳合金相图的画法；熟悉特性点、特性 线的含义；能够正确填写相区组织。
《工程材料》第五章 铁碳合金相图
二.制定热加工工艺方面的应用
第六节 铁碳合金的生产及分类
钢铁的冶炼。 钢锭的组织、质量及缺陷。 碳素钢的分类、编号及用途。
一.钢铁的冶炼
铸铁锭
生产铸铁件
高炉 炼铁
炼钢生铁
转炉 平炉 电炉
生产钢件
平炉炼钢
转炉炼钢
亚共析钢 ( hypoeutectoid steel )
过共析钢 ( hypereutectoid steel )
共晶白口铁 ( eutectoid white iron )
亚共晶白口铁( hypoeutectoid white iron )
过共晶白口铁( hypereutectoid white iron )
4.3%C
6.69%C Fe3C
Fe - Fe3C 相图
二. Fe - Fe3C 相图的分析
五个重要的成份点: P、S、E、C、K。 四条重要的线: EF、ES、GS、FK。 三个重要转变: 包晶转变反应式、共晶
转变反应式、共析转变反应式。 二个重要温度: 1148 ℃ 、727 ℃ 。
工程材料 机械制造基础 -Ⅰ
第五章 铁碳合金相图
第五章 铁碳合金相图 ( Iron – Carbon Phase Diagram )
Fe – C 相图的基础知识。 形成Fe - Fe3C 相图组元和基本组织的结
构与性能。 Fe - Fe3C 相图的建立与分析。 碳的质量分数对铁碳合金组织、性能的
共晶白口铁组织金相图
6.亚共晶白口铁 ( Wc = 3.0% )
亚共晶白口铁组织金相图
7.过共晶白口铁 ( Wc = 5.0% )
机械制造基础4
2.锻造 锻造是利用金属的塑性变形以得
到一定形状的制件，并可提高或改善 制件力学性能或物理性能的加工方法。
汽运系装调工理论培训
3.焊接 焊接是通过加热或加压或两者并
用，并且用或不用填充材料，使焊接 达到原子间结合的一种加工方法。
汽运系装调工理论培训
六、塑料的成形方法（非金属）
汽运系装调工理论培训
5.提高机械加工精度的途径： 1）减小误差 2）误差补偿或抵消 3）误差转移 4）误差平均 5）“就地加工”保证精度 6）加工过程的积极控制
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6.提高机械加工表面质量的方法 1）精密加工与超精密加工 2）表面强化
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五、机床夹具
什么是机床夹具？ 在机械加工中，为了保证工件加
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第三章 机械加工工艺基础
机械加工工艺过程: 工序 工步 走刀
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一、金属切削原理
1.工件上的加工表面： 1）待加工表面 2）已加工表面 3）过渡表面
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仿真加工动画
2.影响切削力的主要因素 1）工件材料 2）切削用量 3）刀具几何参数 4）其他因素（如刀具与工件之间的摩擦系数）
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二、金属切削加工
1.机床的代号 1）机床的类别代号，如：
C----车床 B----刨床 D----电加工机床 M----磨床 X----铣床 G----锯床（“割”）……
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金属铣削加工
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机床的类代号用汉语拼音字母（大写）
表示，位于型号的首位（见下表）。我国
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
工程材料与机械制造基础(金工)_孙康宁07-08试题.doc
工业2005金属工艺学(A) 2007/2008 第1一、填空题（每题0.5分，共25分）1.os是指材料的o2.选用T10钢制作锯条，其最终热处理应选用—和。
3.铁碳合金的室温组织有—、—、—。
4.平衡状态下，含碳量为0.60%的铁碳合金由液态冷至室温的组织转变过程为：> _、___ 、 __ _o5.合农流动桂差，铸件中易产生_和等缺陷。
6.常用的刀具材料有_、—和_。
7.铸造合金由液态冷紊室温商过程中造成缩孔、缩松的基本原因是和，为防止缩孔的产生，工艺上常采用—凝固方式。
8.自由锻要的基本工序有、—和—等。
9.根据焊接过程的物理特点，独接方法苛分为—、_和—三大类。
10.减少焊接应力的工艺措施主要有—、—、—和等。
11.工程材料包括__、—、―和—四大系列。
12.切削力可分解为—、_、 ,其中—不做功，易引起振动，降低工件表面质量，加工细长轴时易产生误差。
13.平面的加工方法主要有—和—。
14.翻边件的凸缘高度较大一次翻边实现不了时，应采用先_再最后__的工艺。
15.机械加工工艺过程有一系列工序组成。
工序是指一个工人或一组工人在一个，对一个或一组_所___的那一部分工.艺过程。
16.低碳钢焊接头矛性能最差的区域是_和_区，机械性能最好的是一区。
二、选择题（每题1分，共12分）1.车床床身机件宜选用HT200材料制作。
（）2.制作弹簧的最终热处理工序为调质。
（）3.可锻铸铁是锻造性良好的铸铁。
（）4.由于铸件的固态收缩可导致缩孔的产生。
（）5.焊件的变形是由于焊接应力造成的。
（）6.共析钢的淬火温度在Acl+30〜50°C。
（）得分阅卷人7.为使低碳钢便于切削加工，常预先对其进行退火处理。
（）8.金属材料焊接性好意味着所得焊接接头中不容易出现缺陷。
（）9.车床上钻孔产生引偏时使孔轴线偏斜。
（）10.铜套内孔的精加工可以采用磨削。
（）11.表面热处理不属于表面工程技术领域。
（）12.浇注温度过低容易使铸件产生粘砂和冷隔等缺陷。
《工程材料及机械制造基础》部分习题参考答案.
14、为什么铸造合金常选用接近共晶点的合金？为什么要进行压力加工的合金常选用单相固溶体成分的合金？近共晶点的合金熔点低，结晶范围小，铸造性能好。
单相固溶体成分的合金具有良好的塑性和小的变形抗力，可锻性好。
15、何谓α、γ、Fe3C、C、P、A、L d、（L d `）？它们的结构、组织形态、力学性能有何特点？α为铁素体，Fe3C为渗碳体，C为碳元素，P为珠光体，γ、A为奥氏体，L d为高莱氏体，（L d `）为低温莱氏体。
α为体心立方结构，溶碳量低，强度、硬度低，塑性、韧性好。
γ、A是碳在γ—Fe中形成的间隙固溶体，为面心立方结构，溶碳量较大，是高温组织，硬度较低，塑性较高，易于成形。
Fe3C是铁和碳的金属化合物，含碳量6.69%，硬度很高，脆性很大，塑性和韧性几乎为零。
P是铁素体与渗碳体的机械混合物，碳的分数为0.77%，具有良好的力学性能。
L d是奥氏体与渗碳体的机械混合物，（L d `）是珠光体与渗碳体的机械混合物，含碳量 4.3%，力学性能与渗碳体接近。
16、碳钢与铸铁两者的成分、组织和性能有何差别？并说明原因。
碳含量小于2.11%是碳钢，大于2.11%是铸铁；碳钢中的碳与铁以金属化合物的形式存在，而铸铁中的碳以游离石墨的形式存在；碳钢的力学性能较好，其硬度、强度随含碳量的增加而增加，塑性、韧性随含碳量的增加而下降，铸铁的力学性能取决于石墨的形状、大小及分布；铸铁的铸造性能优于碳钢；铸铁不能进行压力加工，其焊接性能远不及碳钢。
17、分析碳的质量分数分别为0.20%、0.60%、0.80%、1.0%的铁碳合金从液态缓慢冷至室温时的结晶过程和室温组织。
指出这四种成分组织与性能的区别。
碳的质量分数为0.20%、0.60%的铁碳合金均属于亚共析钢，从液态缓慢冷至室温时的结晶过程为：经过AC线时从液态中结晶出A，经过AE线时全部结晶为A，经过GS线时由于贫碳有F析出，经过PSK线时剩余的A转变为P，室温组织为P+F。
XXX《机械制造基础》形考任务1-4参考答案
XXX《机械制造基础》形考任务1-4参考答案XXX《机械制造基础》形考任务1-4参考答案形考任务1一、填空题（每空2分，共58分）（请选择正确的文字答案填写，例如：塑性变形）1.金属材料的力学性能是指在外载荷作用下其抵抗塑性变形或破坏的能力。
2.强度是指金属材料在外载荷作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。
3.金属材料在外载荷作用下产生断裂前所能承受最大塑性变形的能力称为塑性。
4.在铁碳合金中，莱氏体是由奥氏体和渗碳体所构成的机械混合物。
5.疲劳强度是表示材料经受无数次交变载荷作用而不引起断裂的最大应力值。
6.优质碳素结构钢的牌号有两位数字表示，这两位数字具体表示钢中含碳量是万分之几。
7.合金钢就是在碳钢的基础上有目的地加入一定量合金元素的钢。
8.橡胶按用途可分为通用橡胶和特种橡胶两大类。
9.常用的表面热处理工艺有表面淬火和表面化学热处理两种。
10.淬火前，若钢中存在网状渗碳体，应采用正火的方法予以消除，否则会增大钢的淬透性。
11.砂型铸造中常用的手工造型方有整模造型、分模造型、挖砂造型、活块造型等。
12.根据药皮所含氧化物的性质，焊条分为酸性焊条和碱性焊条两类。
13.冲压生产的基本工序有分离工序和变形工序两大类。
14.电焊条由焊芯和药皮两部分组成。
二、是非判断题（每题1分，共42分）15.冲击韧性值随温度的降低而增加。
（×）16.抗拉强度是表示金属材料抵抗最大均匀塑性变形或断裂的能力。
（√）17.硬度是指金属材料抵抗其他物体压入其表面的能力。
（×）18.金属材料在外载荷作用下产生断裂前所能承受最大塑性变形的能力称为塑性。
（√）19.冲击韧性值随温度的降低而减小。
（√）20.强度越高，塑性变形抗力越大，硬度值也越高。
（√）21.屈服强度是表示金属材料抵抗微量弹性变形的能力。
（×）22.冲击韧性值愈大，材料的韧性愈好。
（√）23.硬度是指金属材料抵抗比它更硬的物体压入其表面的能力。
工程材料及机械制造基础习题及答案.
第一章材料的种类与性能1．强度：强度是指在外力作用下，材料抵抗变形和断裂的能力。
2．屈服强度：材料在外力作用下开始发生塑性变形的最低应力值。
3．弹性极限：产生的变形是可以恢复的变形的点对应的弹性变形阶段最大应力称为弹性极限。
4．弹性模量：材料在弹性变形范围内的应力与应变的比值称为弹性模量。
5．抗拉强度：抗拉强度是试样拉断前所能承受的最大应力值。
6．塑性：断裂前材料产生的塑性变形的能力称为塑性。
7．硬度：硬度是材料抵抗硬物压入其表面的能力。
8．冲击韧度：冲击韧度是材料抵抗冲击载荷的能力。
9．断裂韧度：断裂韧度是材料抵抗裂纹扩展的能力。
10．疲劳强度：疲劳强度是用来表征材料抵抗疲劳的能力。
11．黏着磨损：黏着磨损又称咬合磨损，其实质是接触面在接触压力作用下局部发生黏着，在相对运动时黏着处又分离，使接触面上有小颗粒被拉拽出来，反复进行造成黏着磨损。
12．磨粒磨损：磨粒磨损是当摩擦副一方的硬度比另一方大的多时，或者在接触面之间存在着硬质粒子是所产生的磨损。
13．腐蚀磨损：腐蚀磨损是由于外界环境引起金属表面的腐蚀物剥落，与金属表面之间的机械磨损相结合而出现的磨损。
14．功能材料：是具有某种特殊的物理性能，化学性能，生物性能以及某些功能之间可以相互转化的材料。
15．使用性能：是指在正常使用条件下能保证安全可靠工作所必备的性能，包括材料的力学性能，物理性能，化学性能等。
16．工艺性能：是指材料的可加工性，包括可锻性，铸造性能，焊接性，热处理性能及切削加工性。
17．交变载荷：大小，方向随时间呈周期性变化的载荷作用。
18．疲劳：是机械零件在循环或交变载荷作用下，经过较长时间的工作而发生断裂的现象。
20．蠕变：固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。
21．脆断：在拉应力状态下没有出现塑性变形而突然发生脆性断裂的现象。
22．应力松弛：是指承受弹性应变的零件在工作过程中总变形量保持不变，但随时间的延长，工作应力自行逐渐衰减的现象。
铁碳合金相图在生产实际中的应用之我见
青岛黄海学院机电工程学院2013—2014学年第二学期期中考试科目：工程材料及机械制造基础**：***学号： **********班级： 2011级本科三班专业：机械制造及其自动化铁碳合金相图在生产实际中的应用之我见摘要：钢铁是现代制造工业中应该用最广泛的金属材料，是以铁碳为基本组元的复杂合金。
为了研究铁碳合金的组织、结构和成分、温度之间的关系，探讨平衡组织的形成以及变化规律，必须研究铁碳合金相图。
相对于其他的二元合金相图，铁碳合金相图是一个比较复杂的二元合金相图。
它不仅可以表示不同成分的铁碳合金在在平衡条件下的成分、温度与组织之间的关系，而且可以推断其性能与成分、温度的关系。
因此，铁碳合金相图是研究钢铁成分、组织和性能之间的理论基础，也是制定各种热价工工艺的依据。
在工业生产中，需要钢铁的性能各不一样，在其强度、硬度、塑性、韧性各方面都有可能有不同的要求，那么，怎样才能的到需要的铁碳合金呢，这就需要我们对铁碳合金相图有充分的认识和使用能力。
所以，铁碳合金相图在生产实际中有着广泛的作用。
因为铁碳合金相图是从客观上反映了钢铁材料的组织随成分和温度变化的规律，所以，在生产实际中，铁碳合金相图在为工程上选材、用材，铸、锻、焊，热处理等工艺流程方面有着广泛的应用。
关键词：铁碳合金相图钢铁材料热处理1、在选材方面的应用。
由铁碳合金相图可见，铁碳合金中随着碳含量的不同，其平衡组织也各不相同，随着含碳量的升高，组织成分为铁素体+珠光体、珠光体、珠光体+二次渗碳体、珠光体+二次渗碳体+莱氏体、莱氏体、一次渗碳体+莱氏体。
对其铁碳合金的名称为工业纯铁、亚共析钢、共析钢、过共析钢、亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁。
大体依次是强度硬度随之增强，韧性塑性随之减弱。
所以，我们可以根据工件的不同性能要求来更好的选择合适的材料。
例如，一些机器的底座、要求不太高的外形复杂的箱体，我们可以选用铸铁材料，其含碳量高，流动性较好，熔点低，易于铸造；对于一些桥梁、船舶、锅炉、车辆及塔吊、起重机等对塑性、韧性要求较高的工件材料我们可以选用含碳量低一些的亚共析钢，其有一定强度，但含碳量少，韧性塑性高；对于一些活塞及机器内部一些受冲击载荷要求较高强度的零件材料，多选用综合性能比较好的亚共析钢，即含碳量中等的亚共析钢，其强度和韧性都比较好；而制造各种切削刀具，各种模具，量具时，就要选用含碳量较高的共析钢、过共析钢，其含碳量较高，所以强度硬度很高，有很高的抗变形能力和耐磨性。
工程材料与机械制造基础培训课件
平衡组织
枝晶偏析组织
二元相图分析
共晶相图
温度（℃）
• 当两组元在液态 下完全互溶，在 固态下有限互溶, 并发生共晶反应 时所构成的相图 称作共晶相图。
• 以 Pb-Sn 相图为 例进行分析。
Pb
成分（wt%Sn）
Sn
Pb-Sn合金相图
共晶相图
• 相图分析
• ① 相：相图中有L、、 三种相, 是溶质Sn在 A
② 电子化合物—符合电子 浓度规律。如Cu3Sn。 电子浓度为价电子数与 原子数的比值。
③ 间隙化合物—由过渡族 元素与C、N、B、H等小 原子半径的非金属元素 组成。
Al-Mg-Si合金中的Mg2Si Pb基轴承合金中的电子化合物
金属化合物
• a. 间隙相：r非/r金0.59时形 成的具有简单晶格结构的间 隙化合物。如
l 液固相线不仅是相区 分界线, 也是结晶时两 相的成分变化线；匀 晶转变是变温转变。
二元相图分析
• 杠杆定律 • 处于两相区的合金，不仅由相图可知道两平衡相的
成分，还可用杠杆定律求出两平衡相的相对重量。 • 现以Cu-Ni合金为例推导杠杆定律： • ① 确定两平衡相的成分：设合金成分为x，过x做成
H
共晶相图
l 由 析出的二次 用Ⅱ 表示。
l 随温度下降， 和 相的成分分别沿CF线和DG线变
化， Ⅱ的重量增加。 室温下Ⅱ的相对重量百分比为： Q Ⅱ
F4 FG
100%
• 由于二次 相析出温
度较低， 一般十分
细小。
Q
QⅡ
共晶相图
• Ⅰ合金室温组织
为 + Ⅱ 。
A C
F
B l 成分大于 D点合金结晶
工程材料与机械制造基础 第四章 铁碳合金相图及碳素钢
织为单相A （γ）
① 亚共析钢 (0.0218~0.77%C) ② 共析钢 (0.77%C) ③ 过共析钢
亚共 共析 析钢 钢 工 业 纯 铁 过 共 析 钢 亚 共 晶 白 口 铁 共 晶 白 口 铁 过 共 晶 白 口 铁
(0.77~2.11%C)
§4-3 铁碳合金的结构和相图
三、典型成分铁碳合金的平衡结晶过程
Fe3C
Ｐ
过共析钢组织金相图
§4-3 铁碳合金的结构和相图
三、典型成分铁碳合金的平衡结晶过程
过共析钢室温组织为P+ Fe3CⅡ。 Fe3CⅡ量随含碳量而增加, 含碳量为2.11%时, Fe3CⅡ量最大：
含1.4%C钢的组织
§4-3 铁碳合金的结构和相图
室温下两相的相对重量百分比：
1 2
3 4
3
在2点, 共晶
(A)发生共析反应，转变为珠光体，这种由
P与 Fe3C组成的共晶
体称低温莱氏体, 用
Le’表示。 2 点以下，共晶体中P 的变化同共析钢。
S
§4-3 铁碳合金的结构和相图
共晶白口铁室
温组织为Le’
(P+ Fe3C), 它 保留了共晶转 变产物的形态 特征。
室温下两相的 相对重量百分 比为：
d). 1.2%C 铁素体+二次渗碳体 500×
§4-3 铁碳合金的结构和相图
三、典型成分铁碳合金的平衡结晶过程
5、共晶白口鉄的结晶过程
合金冷却到C点发生共晶反应全部转变为莱氏体(Le),莱氏体是共晶 (A)
与共晶Fe3C的机械混合物, 呈鱼骨状。
Fe3C
§4-3 铁碳合金的结构和相图