學習成果達成要求能夠掌握鐵碳合金的基本組織及其特性能夠根據(jù)鐵碳合金相圖，合理地選擇不同含碳量的鋼或鑄鐵，確定合金鑄造時的鑄造溫度，鍛造溫度和各種熱處理工藝的加熱溫度，分析鑄鐵碳合金的鑄造性能。本質(zhì)成分組織結構鐵碳合金PART1鐵碳合金中的相和組織工業(yè)純鐵鐵索體奧氏體滲碳體

常用高分子材料珠光體萊氏體

4.1.1工業(yè)純鐵

1.

過冷現(xiàn)象與過冷度純鐵冷卻曲線不同冷卻速度下的冷卻曲線液體和固體自由能隨溫度變化曲線液態(tài)純鐵冷卻后，純鐵開始結晶.液體中先產(chǎn)生一些小的晶核，之后晶核不斷長大，同時液體中不斷產(chǎn)生新的晶核并長大，最后形成由不規(guī)則晶粒組成的多晶體。2.結晶過程結晶過程示意圖4.1.1工業(yè)純鐵3.工業(yè)純鐵的組織與性能工業(yè)純鐵具有體心立方體結構。工業(yè)純鐵強度很低，塑性。韌性很好。并且細化晶粒既可以提高純鐵強度，又可以增加其塑性，韌性。工業(yè)純鐵的顯微組織如（右圖）4.1.1工業(yè)純鐵4.1.2鐵素體

4.1.3奧氏體

共析鋼的片狀珠光體形成奧氏體的示意圖1.奧氏體的形成過程ABDC奧氏體晶粒大小用奧氏體晶粒度表示，分為8級，1級最粗，8級最細。奧氏體晶粒度晶粒度級別與晶粒大小關系n=2N-1n----X100倍時，晶粒數(shù)/in2

N----晶粒度級別奧氏體晶粒度有三種奧氏體晶粒大小的控制初始晶粒度實際晶粒度本質(zhì)晶粒度起始晶粒：形核率和長大速率實際精度：鋼鐵的本質(zhì)晶粒度，加熱條件。鋼的化學成分及鋼的原始組織2.奧氏體的長大及其控制4.1.3奧氏體3.過冷奧氏體轉(zhuǎn)變曲線過冷奧氏體：冷卻到臨界點以下，仍未發(fā)生分解的奧氏體。（右圖：奧氏體轉(zhuǎn)變曲線）4.1.3奧氏體4.1.4滲碳體

用途用途一次滲體二次滲碳體

三次滲碳體

滲碳體組織形貌用途用途一次滲體二次滲碳體

三次滲碳體

4.1.4滲碳體4.1.5珠光體1.珠光體的組織形貌針狀珠光體片狀珠光體球狀珠光體片狀珠光體的片間距與珠光體示意圖4.1.5珠光體珠光體組織特征圖共析鋼珠光體，索氏體和屈氏體4.1.5珠光體性能01020304片狀珠光體性能細片狀珠光體，強度，硬度高，塑性，韌性好。

粒狀珠光體鐵素體集體上分布粒狀碳化物的組織性能相同抗拉強度下，比片狀珠光體的疲勞強度好。2.珠光體性能由片狀交替的鐵素體和滲碳體構成

4.1.5珠光體滲碳體的厚度與片間距的關系共析鋼不同組織的應變能力4.1.5珠光體共完成完成珠光體粒狀

片狀

3.珠光體的形成過程片狀珠光體形成過程示意圖粒狀珠光體轉(zhuǎn)變過程示意圖4.1.5珠光體4.1.6萊氏體萊氏體

：鋼材基本結構之一，常溫下為珠光體，滲碳體和共晶滲碳體的混合物變態(tài)萊氏體

：鋼溫度高于727度時，萊氏體由奧氏體和滲碳體組成，低于727度時，萊氏體由珠光體和滲碳體組成，此時稱為變態(tài)萊氏體。PART2鐵碳合金相圖鐵碳合金相圖的基本分析鐵碳合金成分，組織和性能關系鐵碳合金相圖的應用

4.2.1特碳合金相圖的基本分析特碳合金相圖：氯整個鐵碳合金相圖可視為由第一系列二元相圖組成，通常所講的鐵碳合金相圖實際是相圖，即含碳量的部分。鐵碳合金相圖4.2.1特碳合金相圖的基本分析1.相圖中主要的特性點及其意義4.2.1特碳合金相圖的基本分析特性點

溫度/℃wc∕％

含義A15380純鐵的熔點C11484.3共晶點D11276.69滲碳體的熔點E11482.11碳在奧氏體中的最大溶解度F11486.69滲碳體的成分G9120γ-Feα-Fe同素異晶轉(zhuǎn)變點K7276.69滲碳體的成分P7270.0218碳在鐵素體中的最大溶解度S7270.77共析點Q6000.0057碳在鐵素體中的溶解度2.相圖中各主要曲線的意義4.2.1特碳合金相圖的基本分析特性線含義ABC鐵碳合金的液相線，液態(tài)合金開始結晶出奧氏體CD鐵碳合金的液相線，液態(tài)合金開始結晶出滲碳體AHJE鐵碳合金的固相線，即奧氏體的結晶終了線ECF鐵碳合金的固相線，Lc→AE+Fe3C共晶轉(zhuǎn)變線

GS奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的開始線GP奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的終了線ES碳在奧氏體中的溶解度線PSKAs→Fp+Fe3C共析轉(zhuǎn)變線

PQ碳在鐵素體中的溶解度線碳鋼

料又可分為共析鋼，亞共析鋼和過共析鋼三種。工業(yè)純鐵碳鋼鐵碳合金白口鑄鐵4.2.2鐵碳合金成分，組織和性能關系白口鑄鐵

料又可分為共晶白口鑄鐵，亞共晶白口鑄鐵和過共晶白口鑄鐵。1.典型合金的平衡結晶過程及室溫平衡組織4.2.2鐵碳合金成分，組織和性能關系共析鋼共析鋼的結晶過程示意圖共析鋼的顯微組織4.2.2鐵碳合金成分，組織和性能關系亞共析鋼亞共析鋼的結晶過程示意圖亞共析鋼的顯微組織4.2.2鐵碳合金成分，組織和性能關系過共析鋼過共析鋼的結晶過程示意圖過共析鋼的顯微組織4.2.2鐵碳合金成分，組織和性能關系共晶白口鑄鐵共晶白口鑄鐵的冷卻曲線和平衡相變過程示意圖共晶白口鑄鐵的顯微組織1.鐵碳合金的碳含量與平衡組織，力學性能之間的關系4.2.2鐵碳合金成分，組織和性能關系碳含量與平衡組織的關系通過對鐵碳合金平衡結晶過程的分析：可知含碳量不同，合金的結晶過程也不相同，因此會獲得不同類型的室溫平衡組織。對鐵碳合金室溫組織表明：隨著含碳量的增加，不僅組織中滲碳體相對數(shù)量增加，而且滲碳體形態(tài)和分布情況也有變化。4.2.2鐵碳合金成分，組織和性能關系含碳量對室溫平衡組織的影響鋼鐵素體

亞共析鋼過共析鋼亞共晶白口鑄鐵過共晶白口鑄鐵共晶白口鑄鐵共析鋼白口鑄鐵二次滲碳體工業(yè)純鐵珠光體萊氏體一次滲碳體Fe3C鋼鐵分類組織組成物相對量%相組成物相對量%含碳量%00.02180.772.114.36.6910010000三次滲碳體4.2.2鐵碳合金成分，組織和性能關系碳含量與力學性能關系與力學的性能關系：可強度硬度升高，塑性韌性下降。含碳量對力學性能的影響碳鋼合金相圖

：又在工業(yè)除了可以作為選用材料的重要依據(jù)外，還可以