⑴ 如何看懂鐵碳相圖如何確定鐵碳合金的相變點如何確定某一成分合金在某一溫度下的確切的組織和相組成
鐵碳合金的相變點、某一成分合金在某一溫度下的確切的組織和相組成等等都在鐵碳合金相圖中標注著吶!只要看懂鐵碳相圖,這些都不是問題。關鍵問題是如何看懂鐵碳相圖!
如何看懂鐵碳相圖呢?
1、學習一下金屬學基礎知識
2、學習一下晶體學基礎知識
3、學習一下二元相圖的基礎知識
4、理解組元、相、組織、共析反應、共晶反應、包晶反應、勻晶反應、杠桿定律等一些基本概念
5、掌握鐵素體、奧氏體、珠光體、萊氏體、滲碳體等等鐵碳相圖的一些基本概念
掌握以上五條基本上看鐵碳相圖就入門了。
⑵ 如何結合鐵碳相圖分析鐵碳合金的切削性和可鍛性
鐵碳合金的基本組元也應該是純鐵和Fe3C。鐵存在著同素異晶轉變,即在固態下有不同的結構。不同結構的鐵與碳可以形成不同的固溶體,Fe—Fe3C相圖上的固溶體都是間隙固溶體。由於α-Fe和γ-Fe晶格中的孔隙特點不同,因而兩者的溶碳能力也不同。
在鐵碳合金中,熔點最低的是c點的鐵碳合金,熔點為1148攝氏度,含碳量為4.30%,所以鐵碳合金中,熔點最低的是共晶白口鑄鐵。
(2)如何提高識別鐵碳合金相圖的能力擴展閱讀:
鐵碳合金相圖可以表達溫度及碳的濃度對鋼鐵的影響,不過沒有其他金屬的資訊。鐵碳合金相圖可以分為二部分:亞穩定的Fe-Fe3C系統,其中的碳已和鐵鍵結,以及穩定的Fe-C系統,其中碳以石墨的形式存在。鐵碳合金相圖一般會包括這兩個系統,不過Fe-Fe3C系統用到的比較多。
⑶ 如何看懂鐵碳相圖
簡單的說,看鐵碳相圖首先找到5個基本相,即液相(L),α-鐵素體F,δ-鐵素體δ ,奧氏體A,和滲碳體C; 其次了解A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、M、N、O、P、Q、S特性點和AB、BC、CD、AH、JE、HN、JN、GP特性線的含義,例如S 點,溫度727度含碳量0.77是共析點,另外根據鐵碳相圖區分鐵碳合金即工業純鐵、鋼和白口鐵,其中鋼根據S點為界分為亞共析鋼0.0218~0.77%,共析鋼0.77%,過共析鋼0.77~2.11%等等,鐵碳相圖是熱處理工作者入門的基礎,應該背下來,我們上學時老師要求我們不看書就能准確把相圖畫出來。到現在我還記得很清楚。
⑷ 鐵碳合金相圖在選材方面的應用
在
選材方面的應用。
由鐵碳合金相圖可見,
鐵碳合金中隨著碳含量的不同,
其平衡組織也各不
相同,隨著含碳量的升高,組織成分為鐵素體
+珠光體、珠光體、珠光體+二次滲碳體、珠光體+二次滲碳體+萊氏體、萊氏體、一滲碳體+萊氏體。對其鐵碳合金的名稱為工業純鐵、亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼、
亞共晶白口鑄鐵、
共晶白口鑄鐵、
過共晶白口鑄鐵。
大體依次是強度硬度隨之增強,
韌性塑性隨
之減弱。所以,我們可以根據工件的不同性能要求來更好的選擇合適的材料。
例如,
一些機器的底座、
要求不太高的外形復雜的箱體,
我們可以選用鑄鐵材
料,其含碳量高,流動性較好,熔點低,易於鑄造;對於一些橋梁、船舶、鍋
爐、
車輛及塔吊、
起重機等對塑性、
韌性要求較高的工件材料我們可以選用含
碳量低一些的亞共析鋼,其有一定強度,但含碳量少,韌性塑性高;對於一些
活塞及機器內部一些受沖擊載荷要求較高強度的零件材料,
多選用綜合性能比
較好的亞共析鋼,
即含碳量中等的亞共析鋼,
其強度和韌性都比較好;
而製造
各種切削刀具,
各種模具,
量具時,
就要選用含碳量較高的共析鋼、
過共析鋼,
其含碳量較高,所以強度硬度很高,有很高的抗變形能力和耐磨性。
⑸ 鐵碳合金相圖的具體分析過程
一丶鐵碳合金相圖分析如下:
Fe—Fe3C相圖看起 來比較復雜,但它仍然是由一些基本相圖組成的,我們可以將Fe—Fe3C相圖分成上下兩個部分來分析.
1.【共晶轉變】
(1)在1148℃,2.11%C的液相發生共晶轉變:Lc (AE+Fe3C),
(2)轉變的產物稱為萊氏體,用符號Ld表示.
(3)存在於1148℃~727℃之間的萊氏體稱為高溫萊氏體,用符號Ld表示,組織由奧氏體和滲碳體組成;存在於727℃以下的萊氏體稱為變態萊氏體或稱低溫萊氏體,用符號Ldˊ表示,組織由滲碳體和珠光體組成.
(4)低溫萊氏體是由珠光體,Fe3CⅡ和共晶Fe3C組成的機械混合物.經4%硝酸酒精溶液浸蝕後在顯微鏡下觀察,其中珠光體呈黑色顆粒狀或短棒狀分布在Fe3C基體上,Fe3CⅡ和共晶Fe3C交織在一起,一般無法分辨.
2.【共析轉變】
(1)在727℃,0.77%的奧氏體發生共析轉變:AS (F+Fe3C),轉變的產物稱為珠光體.
(2)共析轉變與共晶轉變的區別是轉變物是固體而非液體.
3.【特徵點】
(1)相圖中應該掌握的特徵點有:A,D,E,C,G(A3點),S(A1點),它們的含義一定要搞清楚.根據相圖分析如下點:
(2)相圖中重要的點(14個):
1.組元的熔點: A (0, 1538) 鐵的熔點;D (6.69, 1227) Fe3C的熔點
2.同素異構轉變點:N(0, 1394)δ-Fe γ-Fe;G(0, 912)γ-Fe α-Fe
相圖
3.碳在鐵中最大溶解度點:
P(0.0218,727),碳在α-Fe 中的最大溶解度;E(2.11,1148),碳在γ-Fe 中的最大溶解度
H (0.09,1495),碳在δ-Fe中的最大溶解度;Q(0.0008,RT),室溫下碳在α-Fe 中的溶解度
4.【三相共存點】
S(共析點,0.77,727),(A+F +Fe3C);C(共晶點,4.3,1148),( A+L +Fe3C)
J(包晶點,0.17,1495)( δ+ A+L )
5.【其它點】
B(0.53,1495),發生包晶反應時液相的成分;F(6.69,1148 ) , 滲碳體;K (6.69,727 ) , 滲碳體
6.【特性線】
(1)相圖中的一些線應該掌握的線有:ECF線,PSK線(A1線),GS線(A3線),ES線(ACM線)
(2)水平線ECF為共晶反應線.
(3)碳質量分數在2.11%~6.69%之間的鐵碳合金, 在平衡結晶過程中均發生共晶反應.
(4)水平線PSK為共析反應線
(5)碳質量分數為0.0218%~6.69%的鐵碳合金, 在平衡結晶過程中均發生共析反應.PSK線亦稱A1線.
(6)GS線是合金冷卻時自A中開始析出F的臨界溫度線, 通常稱A3線.
(7)ES線是碳在A中的固溶線, 通常叫做Acm線.由於在1148℃時A中溶碳量最大可 達2.11%, 而在727℃時僅為0.77%, 因此碳質量分數大於0.77%的鐵碳合金自1148℃冷至727℃的過程中, 將從A中析出Fe3C.析出的滲碳體稱為二次滲碳體(Fe3CII). Acm線亦為從A中開始析出Fe3CII的臨界溫度線.
(8)PQ線是碳在F中固溶線.在727℃時F中溶碳量最大可達0.0218%, 室溫時僅為0.0008%, 因此碳質量分數大於0.0008%的鐵碳合金自727℃冷至室溫的過程中, 將從F中析出Fe3C.析出的滲碳體稱為三次滲碳體(Fe3CIII).PQ線亦為從F中開始析出Fe3CIII的臨界溫度線.Fe3CIII數量極少,往往予以忽略.
(9)Ac1— 在加熱過程中,奧氏體開始形成的溫度。
(10)Ac3— 在加熱過程中,奧氏體完全形成的溫度
(11)Ar1— 在冷卻過程中奧氏體完全轉變為鐵素體或鐵素體加滲碳體的溫度
(12)Ar3— 在冷卻過程中奧氏體開始轉變為鐵素的溫度
(13)Arcm— 在過共析鋼冷卻過程中滲碳體開始沉澱的溫度,
·(14)Accm— 在過共析鋼加熱過程中,滲碳體完全轉化為奧氏體的溫度。
6.【相圖相區】
1.單相區(4個+1個): L,δ,A,F ,(+ Fe3C)
2.兩相區(7個):L + δ,L + Fe3C,L + A, δ+ A ,A + F ,A + Fe3C ,F + Fe3C.
⑹ 機械工程的鐵碳合金相圖怎麼記啊要考試記不住啊!
你只要把握住勻晶相圖、共晶相圖、包晶相圖的特點,實際上很好記的,左上角是包晶相圖,左下角是共晶相圖(其實是共析相圖跟共晶相圖一個模樣)右邊是共晶相圖。分開了記就比較容易,如圖示:
⑺ 鐵碳合金相圖主要應用在哪些方面
鐵碳合金相圖總結了鐵碳合金的成分、組織、性能之間的變化規律,所以,鐵碳合金相圖在實際生產中具有重要的指導意義,主要應用在鋼鐵材料的選用和熱加工工藝的制定兩個方面。
1.在鋼鐵材料的選用方面的應用
若需要塑性、韌性好的材料,可以選擇低碳鋼(碳質量分數為0.10%~0.25%);需要強度、塑性及韌性都較好地應該選擇中碳鋼(碳質量分數為0.25%~0.60%);需要硬度高、耐磨性好的材料要選擇高碳鋼(碳質量分數為0.60%~1.3%)。一般低碳鋼和中碳鋼主要用來製造建築結構或製造機器零件;高碳鋼用來製造各種工具。白口鑄鐵具有很高的硬度和脆性,難以切削加工,也不能鍛造,因此,白口鑄鐵的應用受到一定的限制。但是白口鑄鐵具有很高的抗磨損能力。可以用來製作需要耐磨而不受沖擊的零件,如拔絲模、球磨機的鐵球等。
2.在熱加工工藝方面的應用
①
在鑄造工藝方面的應用
根據鐵碳合金相圖可以找出不同成分的鋼鐵的熔點,為制定鑄造工藝提出基本數據,可以確定合適的出爐溫度以及合理的澆注溫度。澆注溫度一般在液相線以上50~100℃。共晶成分以及接近共晶成分的鐵碳合金,它們的結晶范圍最小,因而流動性最好,所以鑄造性能好。所以實際鑄造生產中,鑄鐵的化學成分總是選在共晶成分附近。
②
在熱鍛、熱軋工藝方面的應用
由於奧氏體強度低,塑性好,便於零件成型,因此,鍛造與軋制通常選擇在單相奧氏體區的適當溫度進行。選擇的原則是開始鍛造或軋制溫度不能過高,以免鋼材嚴重氧化和發生奧氏體晶界熔化,而始鍛溫度也不能太低,以免鋼材因溫度低而塑性差,導致產生裂紋。一般始鍛溫度控制在固相線以下100℃~200℃范圍內。
③
在焊接工藝方面的應用
焊接過程中,高溫熔融焊縫與母材各區域的距離不同,導致各區域受到焊縫熱影響的程度不同,可以根據鐵碳合金相圖來分析不同溫度的各個區域,在隨後的冷卻過程中,可能會出現的組織和性能變化情況,從而採取措施,保證焊接質量,此外,一些焊接缺陷往往採用焊後熱處理的方法加以改善。相圖為焊接和焊後對應的熱處理工藝提供了依據。
4.在熱處理工藝方面的應用
熱處理是通過對鋼鐵材料進行加熱、保溫和冷卻過程來改善和提高鋼鐵材料的一種工藝方法,鐵碳合金相圖可以告訴我們,何種成分的鐵碳合金,可以進行何種熱處理,以及各種熱處理方法的加熱溫度是多少,所以,鐵碳合金相圖是制定熱處理工藝的重要參考依據。
⑻ 鐵碳合金相圖的相圖分析
Fe—Fe3C相圖看起 來比較復雜,但它仍然是由一些基本相圖組成的,我們可以將Fe—Fe3C相圖分成上下兩個部分來分析. 在1148℃,4.3%C的液相發生共晶轉變:
Lc (AE+Fe3C),
轉變的產物稱為萊氏體,用符號Ld表示.
存在於1148℃~727℃之間的萊氏體稱為高溫萊氏體,用符號Ld表示,組織由奧氏體和滲碳體組成;存在於727℃以下的萊氏體稱為變態萊氏體或稱低溫萊氏體,用符號Ldˊ表示,組織由滲碳體和珠光體組成.
低溫萊氏體是由珠光體,Fe3CⅡ和共晶Fe3C組成的機械混合物.經4%硝酸酒精溶液浸蝕後在顯微鏡下觀察,其中珠光體呈黑色顆粒狀或短棒狀分布在Fe3C基體上,Fe3CⅡ和共晶Fe3C交織在一起,一般無法分辨. 在727℃,0.77%的奧氏體發生共析轉變:
AS (F+Fe3C),轉變的產物稱為珠光體.
共析轉變與共晶轉變的區別是轉變物是固體而非液體. 相圖中應該掌握的特徵點有:A,D,E,C,G(A3點),S(A1點),它們的含義一定要搞清楚.根據相圖分析如下點:
相圖中重要的點(14個):
1.組元的熔點: A (0, 1538) 鐵的熔點;D (6.69, 1227) Fe3C的熔點
2.同素異構轉變點:N(0, 1394)δ-Fe γ-Fe;G(0, 912)γ-Fe α-Fe3.碳在鐵中最大溶解度點:
P(0.0218,727),碳在α-Fe 中的最大溶解度
E(2.11,1148),碳在γ-Fe 中的最大溶解度
H (0.09,1495),碳在δ-Fe中的最大溶解度
Q(0.0008,RT),室溫下碳在α-Fe 中的溶解度
三相共存點:
S(共析點,0.77,727),(A+F +Fe3C)
C(共晶點,4.3,1148),( A+L +Fe3C)
J(包晶點,0.17,1495)( δ+ A+L )
其它點
B(0.53,1495),發生包晶反應時液相的成分
F(6.69,1148 ) , 滲碳體
K (6.69,727 ) , 滲碳體 相圖中的一些線應該掌握的線有:ECF線,PSK線(A1線),GS線(A3線),ES線(ACM線)
水平線ECF為共晶反應線.
碳質量分數在2.11%~6.69%之間的鐵碳合金, 在平衡結晶過程中均發生共晶反應.
水平線PSK為共析反應線
碳質量分數為0.0218%~6.69%的鐵碳合金, 在平衡結晶過程中均發生共析反應.PSK線亦稱A1線.
GS線是合金冷卻時自A中開始析出F的臨界溫度線, 通常稱A3線.
ES線是碳在A中的固溶線, 通常叫做Acm線.由於在1148℃時A中溶碳量最大可 達2.11%, 而在727℃時僅為0.77%, 因此碳質量分數大於0.77%的鐵碳合金自1148℃冷至727℃的過程中, 將從A中析出Fe3C.析出的滲碳體稱為二次滲碳體(Fe3CII). Acm線亦為從A中開始析出Fe3CII的臨界溫度線.
PQ線是碳在F中固溶線.在727℃時F中溶碳量最大可達0.0218%, 室溫時僅為0.0008%, 因此碳質量分數大於0.0008%的鐵碳合金自727℃冷至室溫的過程中, 將從F中析出Fe3C.析出的滲碳體稱為三次滲碳體(Fe3CIII).PQ線亦為從F中開始析出Fe3CIII的臨界溫度線.Fe3CIII數量極少,往往予以忽略. 1.單相區(4個+1個): L,δ,A,F ,(+ Fe3C)
2.兩相區(7個):L + δ,L + Fe3C,L + A, δ+ A ,A + F ,A + Fe3C ,F + Fe3C.
⑼ 鐵碳合金相圖的問題
純鐵的相變點確實是912度,也就是說,如果是純鐵,則912度是不會存在奧氏體的,但是現在卻不是純鐵了,因為有碳存在,形成的不是純鐵而是鐵碳合金!!,碳的加入改變了純鐵的相變點,而且隨著含碳量的增加,相變點下降,當含碳量達到0.77的時候,相變點在鐵碳合金裡面達到最低點727度。
純鐵的相變點是G點,即912度,鐵碳合金的最低相變點是S點即727度,在含碳量為0~0,77之間,相變點隨著含碳量的增加的變化規律就是曲線GS線。
這個很好理解,比如純水的相變點是零度,即零度開始結冰,當你往水裡面加鹽的話,結冰點由零度開始下降,加的鹽越多,結冰點就越低,甚至於加鹽的水可以在零下20多度而不結冰,這也是為什麼北方冬天施工的時候往水泥裡面加鹽的緣故。
⑽ 鐵碳合金相圖問題!急!
如果鐵碳合金的含碳量大於2.11%,則二次滲碳體的含量是不能夠直接計算的,
1、如果是2%含碳量的鐵碳合金,由於是過共析鋼,是由二次滲碳體+珠光體組成,按照杠桿定律計算如下:
WFe3C=(2-0.77)/(6.69-0.77)=1.23/5.92=0.207770≈21%,珠光體量WP=1-21%=79%
2、含碳量為2.11~4.30%的鐵碳合金,必須同通過杠桿定律先計算出奧氏體的含量,然後通過含碳量為2.11%的奧氏體析出的最大二次滲碳體所佔有的百分比含量進一步計算的。如求含碳量為3%的鐵碳合金中二次滲碳體的含量:
a、先計算出奧氏體的含量:
由於共晶反應之前先析出奧氏體,然後再發生共晶反應生成萊氏體。故:
奧氏體含量為:WA=(3-2.11)/(4.30-2.11)=0.89/2.19=0.40639≈41%,
b、奧氏體析出的二次滲碳體佔全部奧氏體的最大百分比含量:
WAFe3C=(2.11-0.77)/(6.69-0.77)=1.34/5.92=0.22635≈22.6%
c、二次滲碳體佔全部3%鐵碳合金的百分比:
WFe3C=41%X22.6%=0.09266=9.3%。
雖然萊氏體是由奧氏體+共晶滲碳體組成,萊氏體中的奧氏體也會析出二次滲碳體並最終形成珠光體,但是這個(二次滲碳體+共晶滲碳體+珠光體)統稱為低溫萊氏體,無法分辨,所以,最終組織是珠光體+二次滲碳體+低溫萊氏體(二次滲碳體+共晶滲碳體+珠光體)組成,只有從先共晶奧氏體中析出的二次滲碳體才能夠分辨清楚是單獨的,所以低溫萊氏體中的二次滲碳體不算。
3、含碳量為4.30~6.69%的鐵碳合金,由於這個成分的合金先共晶相是一次滲碳體,雖然發生共晶反應會生成奧氏體,而奧氏體也會析出二次滲碳體,同樣由於上面的原因而統稱為低溫萊氏體不算,因此,這個成分范圍的鐵碳合金二次滲碳體的量為零。