⑴ 铁碳相图有什么用
不管什么成分的合金,加热到什么温度,冷却下来以后不都还是原来的物质结构么?切削加工性能和材料特性也不会发生变化了啊,
这个说法不对,璧如钢材,加热的温度不同,冷却的速度不同,机械性能并不一样,而且差别特别大。这是由于金属内部组织即所谓的金相发生变化引起的,对钢和铸铁来说,在铁碳相图上反应是非常清楚。
从某种意义上讲,铁碳合金相图是研究铁碳合金的工具,是研究碳钢和铸铁成分、温度、组织和性能之间关系的理论基础,也是制定各种热加工工艺的依据。
⑵ 铁碳相图在钢铁材料选材方面的应用
碳钢和铸铁是现代汽车工业生产中使用最广泛的金属材料,它主要是由铁和碳两种元素组成的合金。钢铁的成分不同,则组织和性能不同,应用也不一样。 一、铁碳合金相图利用铁碳合金相图,对于材料的应用、加工、热处理具有重要的指导意义。碳和铁可形成一些列化合物:Fe3C,Fe2C,FeC。 Fe3C的质量分数为6.69%,超过6.69%的铁碳合金脆性很大,无实用意义,所以只研究Fe-Fe3C相图。铁碳合金相图表示在缓慢冷却(或缓慢加热)的条件下,不同成分的铁碳合金的状态或组织随温度变化的图形。 二、铁碳合金的组织 1、固溶体(1)铁素体(F):C→á-Fe所形成的间隙固溶体。性能:强度、硬度低,塑性、韧性好。(2)奥氏体(A):C→-Fe所形成的间隙固溶体。性能:强度、硬度低,塑性好。 2、化合物渗碳体(Fe3C),复杂斜方;硬而脆,含C量为6.69%;显微形态可显示为片状、粒状,网状和板条状,它的形状和分布对钢的性能有很大影响,渗碳体是钢中主要的强化相。 3、机械混合物:(1)珠光体(P):(F+Fe3C)C:0.77%;片层状,珍珠光泽。性能:强度,硬度比F高;而塑性韧性比F低。(2)莱氏体:分为高温莱氏体(Ld=A+( F+Fe3C))和低温莱氏体(L′d=P+(F+Fe3C))高温莱氏体性能:碳的质量分数为4.3%,性能与渗碳体相似,硬而脆。低温莱氏体性能:性能取决于组成物的性能。结论:铁碳合金中有五种组织:F、P、Ld (L’d)、Fe3C 基本相:F、A、Fe3C (P32看表3-1) 混合相: P、Ld(L’d) 三、Fe-Fe3C相图分析(分析简化后的相图) 四、相图中重要的点和线 1、三个重要的点:(1)C点:共晶点: 共晶莱氏体的显微组织:块状或粒状A分布在Fe3C基体上。(2)S点:共析点: 共析P的显微组织:片层状。(3)E点:钢和铁的分界点:工业纯铁、钢、铸铁 2、七条重要的线:(1)液相线:ACD;固相线:AECF。(2)两条水平线:共晶反应线:ECF;共析反应线:PSK——A1线。(3)GS线——A3线;从A中开始析出下的临界温度线; ES线——Acm线;碳在A中的固溶线(溶解度); PQ线——碳在F中的固溶线。 五、碳在铁碳合金的平衡结晶过程钢:0.0218%<C<2.11%的铁碳合金亚共析钢:0.0718%<C<0.77% 共析钢:C=0.77% 过共析钢:0.77%<C<2.11% 白口铸铁:2.11%≤C<6.69% 亚共晶白口铸铁:2.11%≤C<4.3% 共晶白口铸铁:C=4.3% 过晶白口铸铁:4.3%<C<6.69% 1、共析钢结晶过程的分析 2、亚共析钢结晶过程分析 3、过共析钢结晶过程分析 4、共晶白口铸铁冷却过程分析 5、亚共晶白口铸铁冷却过程分析 6、过共晶白口铸铁冷却过程分析结论:看表3-4,图3-10是铁碳合金分类及室温平衡组织。 六、铁碳合金的成分——组织——性能关系按铁碳相图,铁碳合金在室温的组织是由F和Fe3C两相组成。两相的相对质量分数可由杠杆定律求出。成分:随含C量增加,F减少,100%→0%,Fe3C增多,由0%→100%。组织:由F → F+Fe3C 性能: 硬度:取决于组成相或组织组成物的硬度和数量。 强度:对组织形态很敏感。 塑性:Fe3C硬而脆的相,没有塑性,随含C量增加;F↓→Fe3C↑→塑性↓。 七、Fe-Fe3C相图的应用铁碳合金相图表明,含C量不同时,其组织、性能的变化规律,也揭示了相同成分在不同温度时组织和性能的变化。这为生产实践中的选材、热处理工艺的制定提供了依据。 1、作为选材的依据(1)建筑材料和各种型钢:塑性好,韧度好,选含C量较低的钢材。(2)各种机械零件:强度、塑性、韧度都较好,选含C量适中的钢材。(3)各种工具钢:耐磨性、硬度都要求高;选含C量较高的钢材。(4)纯铁的强度低,不宜做结构,但导磁率高,矫顽力低,可做软磁材料。(5)白口铸铁硬度高,脆性大,不能切削加工,也不能锻造,但耐磨性好,铸造性能优良,适用于要求耐磨,不受冲击、形状复杂的铸件。 2、在铸造工艺方面的应用根据Fe-Fe3C相图,确定浇注温度。一般在液相线50℃~100℃。铸铁:共晶点附近;铸钢:W(c)0.15%~0.6%之间。 3、在热轧和热锻工艺方面的应用 A强度低,塑性好;因此在锻造和轧制时选在A区域。初始温度选在固相线下100℃~200℃之间。 4、在热处理工艺方面的应用 Fe-Fe3C相图对着特别重要意义。(在第二节中讲)(你有相图吧?我没有发上)
⑶ 铁碳合金相图在选材方面的应用
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。
⑷ 为什么铁碳合金会存在双重相图双重相图的存在对铸铁件的生产有何实际意义
因为铁碳合金中的碳进入铁中有两种形式:
1、以化合物存在,即以 Fe3C存在,这个时候分析铁碳合金必须采用Fe-Fe3C合金相图。
2、以单质存在,即以石墨的形式存在,这个时候分析铁碳合金必须采用Fe-C合金相图。
因此,实际应用中,需要根据碳的存在形式不同,分别选用不同的相图。所以铁碳合金相图有两种,即双重相图。
由于铸铁大部分碳以石墨形式存在,所以,铸铁通常选用Fe-C合金相图。而一部分铸铁中的碳以Fe3C存在,如白口铸铁,这个时候必须采用Fe-Fe3C合金相图,而如果铸铁中碳,一部分以石墨存在,一部分以渗碳体存在,这个时候分析铁碳合金必须采用Fe-Fe3C、Fe-C合金双重相图共同来分析。
⑸ 铁碳合金相图在工业生产中的作用
不同的合金元素对这几个点的影响是不同的,实际意义就是根据成分推算出各个关键温度点,进而设计热处理工艺。
⑹ 铁碳相图有什么作用
不管什么成分的合金,加热到什么温度,冷却下来以后不都还是原来的物质结构么?切削加工性能和材料特性也不会发生变化了啊,
这个说法不对,璧如钢材,加热的温度不同,冷却的速度不同,机械性能并不一样,而且差别特别大。这是由于金属内部组织即所谓的金相发生变化引起的,对钢和铸铁来说,在铁碳相图上反应是非常清楚。
从某种意义上讲,铁碳合金相图是研究铁碳合金的工具,是研究碳钢和铸铁成分、温度、组织和性能之间关系的理论基础,也是制定各种热加工工艺的依据。
⑺ 根据铁碳合金相图讨论铁碳合金相图还有什么其他用途
其他用途?什么意思?铁碳合金相图当然只能够用于铁碳合金方面的啦,还能够有什么其他用途?肯定不能够当地图用,画着玩算不算其他用途?
⑻ 铁碳合金相图主要应用在哪些方面
铁碳合金相图总结了铁碳合金的成分、组织、性能之间的变化规律,所以,铁碳合金相图在实际生产中具有重要的指导意义,主要应用在钢铁材料的选用和热加工工艺的制定两个方面。
1.在钢铁材料的选用方面的应用
若需要塑性、韧性好的材料,可以选择低碳钢(碳质量分数为0.10%~0.25%);需要强度、塑性及韧性都较好地应该选择中碳钢(碳质量分数为0.25%~0.60%);需要硬度高、耐磨性好的材料要选择高碳钢(碳质量分数为0.60%~1.3%)。一般低碳钢和中碳钢主要用来制造建筑结构或制造机器零件;高碳钢用来制造各种工具。白口铸铁具有很高的硬度和脆性,难以切削加工,也不能锻造,因此,白口铸铁的应用受到一定的限制。但是白口铸铁具有很高的抗磨损能力。可以用来制作需要耐磨而不受冲击的零件,如拔丝模、球磨机的铁球等。
2.在热加工工艺方面的应用
①
在铸造工艺方面的应用
根据铁碳合金相图可以找出不同成分的钢铁的熔点,为制定铸造工艺提出基本数据,可以确定合适的出炉温度以及合理的浇注温度。浇注温度一般在液相线以上50~100℃。共晶成分以及接近共晶成分的铁碳合金,它们的结晶范围最小,因而流动性最好,所以铸造性能好。所以实际铸造生产中,铸铁的化学成分总是选在共晶成分附近。
②
在热锻、热轧工艺方面的应用
由于奥氏体强度低,塑性好,便于零件成型,因此,锻造与轧制通常选择在单相奥氏体区的适当温度进行。选择的原则是开始锻造或轧制温度不能过高,以免钢材严重氧化和发生奥氏体晶界熔化,而始锻温度也不能太低,以免钢材因温度低而塑性差,导致产生裂纹。一般始锻温度控制在固相线以下100℃~200℃范围内。
③
在焊接工艺方面的应用
焊接过程中,高温熔融焊缝与母材各区域的距离不同,导致各区域受到焊缝热影响的程度不同,可以根据铁碳合金相图来分析不同温度的各个区域,在随后的冷却过程中,可能会出现的组织和性能变化情况,从而采取措施,保证焊接质量,此外,一些焊接缺陷往往采用焊后热处理的方法加以改善。相图为焊接和焊后对应的热处理工艺提供了依据。
4.在热处理工艺方面的应用
热处理是通过对钢铁材料进行加热、保温和冷却过程来改善和提高钢铁材料的一种工艺方法,铁碳合金相图可以告诉我们,何种成分的铁碳合金,可以进行何种热处理,以及各种热处理方法的加热温度是多少,所以,铁碳合金相图是制定热处理工艺的重要参考依据。
⑼ 铁碳合金相图的作用
了解不同成分的钢、铁在不同温度时的内部组织结构。对不同性能的材料研究有重要的指导意义。