相圖----材料科學基礎(chǔ)課件(編輯修改稿)
2025-04-16 22:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 附。 ③ 消除：擴散退火。 57 四 、 共晶組織的形成 1 共晶體的形成 成分互惠－交替形核 片間搭橋－促進生長 兩相交替分布 （ 共晶組織 ） 58 2 共晶體的形態(tài) 粗糙－粗糙界面 ：層片狀 （ 一般情況 ） 、 棒狀 、 纖維狀 （ 一相數(shù)量明顯少于另一相 ） 粗糙－平滑界面 ：具有不規(guī)則或復雜組織形態(tài) （ 由于兩相微觀結(jié)構(gòu)不同 ） 所需動態(tài)過冷度不同 ， 金屬相任意長大 ， 另一相在其間隙長大 。 可得到球狀 、 針狀 、 花朵狀 、 樹枝狀共晶體 。 非金屬相與液相成分差別大 。 形成較大成分過冷 ， 率先長大 ， 形成針狀 、 骨骼狀 、 螺旋狀 、蜘蛛網(wǎng)狀的共晶體 。 59 典型共晶組織形態(tài) 60 3 初生晶的形態(tài)： 金屬固溶體：粗糙界面－樹枝狀； 非金屬相：平滑界面－規(guī)則多面體 。 61 第四節(jié) 二元包晶相圖 包晶轉(zhuǎn)變：由一個特定成分的固相和液相生成另一個特點成分固相的轉(zhuǎn)變 。 包晶相圖：具有包晶轉(zhuǎn)變特征的相圖 。 62 點、線、區(qū)。 一、 相圖分析 63 二 、 平衡結(jié)晶過程及其組織 1 包晶合金的結(jié)晶 結(jié)晶過程：包晶線以下 ， L, α 對 β 過飽和－界面生成 β －三相間存在濃度梯度－擴散－ β長大－全部轉(zhuǎn)變?yōu)?β 室溫組織： β 或 β ＋ α Ⅱ 。 64 結(jié)晶過程 ：包晶線以下 ， L, α 對 β 過飽和－界面生成 β －三相間存在濃度梯度－擴散－ β長大－全部轉(zhuǎn)變?yōu)?β 。 室溫組織： β或 β＋ αⅡ 。 65 2 成分在 CD之間合金的結(jié)晶 結(jié)晶過程： α 剩余； 室溫組織： α ＋ β ＋ α Ⅱ ＋ β Ⅱ 。 66 3 其他平衡結(jié)晶過程及其組織 67 三 、 不平衡結(jié)晶及其組織 異常 α 相 導致 包晶偏析 〔 包晶轉(zhuǎn)變要經(jīng) β 擴散 。 包晶偏析：因包晶轉(zhuǎn)變不能充分進行而導致的成分不均勻現(xiàn)象 。 〕 異常 β 相 由不平衡包晶轉(zhuǎn)變引起。成分在靠近固相、包晶線以外端點附近。 68 四 、 包晶轉(zhuǎn)變的應(yīng)用 1 組織設(shè)計：如軸承合金需要的軟基體上分布硬質(zhì)點的組織 。 2 晶粒細化 。 69 第五節(jié) 二元相圖的分析方法 一 、 鐵碳相圖分析 70 71 72 1） Fe鐵是過渡族元素，熔點 1538℃ ，密度。 工業(yè)純鐵的力學性能特點： 強度低 、 硬度低 、 塑性好 。 純鐵的力學性能 指標 σb/MPa 性能 180～ 230 100～ 170 30～ 50 70~80 106～ 2 106 50～ 80 73 2） Fe3C —— 用 Cm表示。 力學性能特點 :硬而脆 滲碳體的力學性能 指標 σb/MPa δ/% ψ/% αk J/m2 HB 性能 30 0 0 0 800 74 2 鐵碳合金中的相 液相 L—— 鐵與碳的液溶體。 固溶體相 δ 相 —— 高溫鐵素體：碳在 δ — Fe中的間隙固溶體，呈體心立方晶格，在 1495℃ 時溶碳量最大，為 % α 相 —— 鐵素體，用符號 F或 α 表示。體心立方晶格鐵素體中碳的固溶度極小，室溫時約為%，在 727℃ 時碳溶量最大，為 %。性能特點是強度低、硬度低、塑性好 75 固溶體相 γ 相 —— 奧氏體，用符號 A或 γ 表示。面心立方晶格。 化合物相 Fe3C相 —— 化合物相，滲碳體根據(jù)生成條件不同有條狀、網(wǎng)狀、片狀、粒狀等形態(tài)，對鐵碳合金的力學性能有很大影響。 76 1） J為包晶點 ALAL ℃J℃HB ?? ????? ??? ?? 即 2） C點為共晶點 。 CFeALCFeAL ℃E℃C ??? ????? ?? 即 共晶反應(yīng)的產(chǎn)物 —— Ld（萊氏體）（ A+Cm)共晶混合物 顯微鏡下形態(tài)：塊狀或粒狀 A（室溫時轉(zhuǎn)變成珠光體）分布在滲碳體基體上。 77 3） S— 共析點 生成 P點成分 P(F+Fe3C)。 CFeFACFeFA ℃P℃S ??? ????? ?? 即 顯微鏡下：呈片狀 。 在放大倍數(shù)很高時 ， 可清楚看到相間分布的滲碳體片 （ 窄條 ） 與鐵素體（ 寬條 ） 。 性能：強度很高 ， 塑性 、 韌性和硬度介于滲碳體和鐵素體之間 78 5）水平線 HJB—— 包晶反應(yīng)線 碳的質(zhì)量分數(shù) %～ %的鐵碳合金在平衡結(jié)晶過程中均發(fā)生包晶反應(yīng)。 6）水平線 ECF—— 共晶反應(yīng)線 碳的質(zhì)量分數(shù)在 %～ %之間，在平衡結(jié)晶過程中均發(fā)生共晶反應(yīng)。 79 7)水平線 PSK—— 共析反應(yīng)線 碳的質(zhì)量分數(shù) %～ %的鐵碳合金 ， 在平衡結(jié)晶過程中均發(fā)生共析反應(yīng) 。 PSK線亦稱 A1線 。 8)GS線 —— 合金冷卻時自 A中開始析出 F的臨界溫度線 ， 通常稱 A3線 。 80 9)ES線 —— 碳在 A中的固溶線 通常叫做 Acm線。 碳的質(zhì)量分數(shù)大于 %的鐵碳合金自 1148℃冷至 727℃ 的過程中，將從 A中析出 Fe3C，稱為二次滲碳體（ Fe3CⅡ ）。 10)PQ線 —— 碳在 F中固溶線。 鐵碳合金自 727℃ 冷至室溫的過程中，將從 F中析出 Fe3C，稱為三次滲碳體（ Fe3CⅢ ）。 Fe3CⅢ數(shù)量極少，往往予以忽略。 81 二 、 典型鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程 根據(jù) Fe— Fe3C相圖 ， 鐵碳合金可分為三類： 工業(yè)純鐵 —— [wc ≤ %] 鋼 —— [% wc ≤% ] （亞共析鋼，共析鋼，過共析鋼） 白口鑄鐵 —— [% wc %] 亞共晶白口鑄鐵，共晶白口鑄鐵，過共晶白口鑄鐵 82 下面對三種典型碳鋼的平衡結(jié)晶過程進行分析 。 [wc =%] 共析鋼的室溫組織組成物全部是 P，而組成相為 F和 Fe3C 83 [% w
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