1、相圖分析典型合金結(jié)晶鐵碳合金成分與性能關(guān)系、應(yīng)用 三、鐵碳合金成分、組織、性能之間的關(guān)系 從對(duì)Fe-Fe3C相圖的分析可知，在一定的溫度下，合金的成分決定了組織，而組織又決定了合金的性能。任何鐵碳合金室溫組織都是由鐵素體和滲碳體兩相組成，但成分（含碳量）不同，組織中兩個(gè)相的相對(duì)數(shù)量，相對(duì)分布及形態(tài)也不同，因而不同成分的鐵碳合金具有不同的組織和性能。 1、碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)組織的影響 鐵碳合金的室溫組織隨碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，組織的變化規(guī)律如下： F+PPP+Fe3CP+Fe3C+LdLd+Fe3C從以上變化可以看出，鐵碳合金室溫組織隨碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，鐵素體的相對(duì)量減少，而滲碳體的相對(duì)量增加。具體

2、來(lái)說(shuō)，對(duì)鋼部分而言，隨著含碳量的增加，亞共析鋼中的鐵素體量隨著減少，過(guò)共析鋼中的二次滲碳體量隨著增加；對(duì)鑄鐵部分而言，隨著碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，亞共晶白口鑄鐵中的珠光體和二次滲碳體量減少；過(guò)共晶白口鑄鐵中一次滲碳體和共晶滲碳體量隨著增加。鐵碳合金室溫組織的相組成相對(duì)量、組織組成物相對(duì)量如圖所示。 工程材料及成形工藝基礎(chǔ)鐵碳合金中相與組織的變化規(guī)律 2、碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)力學(xué)性能的影響 鐵碳合金的力學(xué)性能決定于鐵素體與滲碳體的相對(duì)量及它們的相對(duì)分布狀況。當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Wc<0.9%時(shí)，隨碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，鋼的強(qiáng)度，硬度呈直線(xiàn)上升，而塑性、韌性隨之降低。原因是鋼組織中滲碳體的相對(duì)量增多，鐵素體的

3、相對(duì)量減少；當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Wc>0.9%時(shí)，隨碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的繼續(xù)增加，硬度仍然增加，而強(qiáng)度開(kāi)始明顯下降，塑性、韌性繼續(xù)降低。原因是鋼中的二次滲碳體沿晶界析出并形成完整的網(wǎng)絡(luò)。導(dǎo)致了鋼脆性的增加。為保證鋼有足夠的強(qiáng)度和一定的塑性及韌性，機(jī)械工程中使用的鋼其碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般不大于1.4%。Wc>2.11%的白口鑄鐵，由于組織中滲碳體量太多，性能硬而脆，難以切削加工，在機(jī)械工程中很少直接應(yīng)用。 工程材料及成形工藝基礎(chǔ)鐵碳合金力學(xué)性能與含碳量關(guān)系五、Fe-Fe3C相圖的應(yīng)用 1、在鋼鐵材料選材方面的應(yīng)用 Fe-Fe3C相圖揭示了鐵碳合金的組織隨成分變化的規(guī)律，由此可以判斷出鋼鐵材料的力學(xué)性能

4、，以便合理地選擇鋼鐵材料。例如：用于建筑結(jié)構(gòu)的各種型鋼需要塑性、韌性好的材料，應(yīng)選用Wc<0.25%的鋼材。機(jī)械工程中的各種零部件需要兼有較好強(qiáng)度、塑性和韌性的材料，應(yīng)選用Wc=0.30%0.55%范圍內(nèi)的鋼材。而各種工具卻需要硬度高，耐磨性好的材料，則多選用Wc=0.70%1.2%范圍內(nèi)的高碳鋼。 2、在制訂熱加工工藝方面的應(yīng)用 （1）在鑄造方面的應(yīng)用 從Fe-Fe3C相圖可以看出，共晶成分的鐵碳合金熔點(diǎn)最低，結(jié)晶溫度范圍最小，具有良好的鑄造性能。因此，鑄造生產(chǎn)中多選用接近共晶成分的鑄鐵。根據(jù)Fe-Fe3C相圖可以確定鑄造的澆注溫度，一般在液相線(xiàn)以上50100，鑄鋼（Wc=0.15%0.6%）的熔化溫度和澆注溫度要高得多，其鑄造性能較差，鑄造工藝比鑄鐵的鑄造工藝復(fù)雜。 （2）在鍛壓加工方面的應(yīng)用 由Fe-Fe3C相圖可知鋼在高溫時(shí)處于奧氏體狀態(tài)，而奧氏體的強(qiáng)度較低，塑性好，有利于進(jìn)行塑性變形。因此，鋼材的鍛造、軋制（熱軋）等均選擇在單相奧氏體的適當(dāng)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。 （3）在熱處理方面的應(yīng)用 Fe-Fe3C相圖對(duì)于制訂熱處理工藝有著特別重要的意義。熱處理常用工藝如退火、正火、淬火的