【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 合金中,. 如:純金屬—一個(gè)相,溫度升高到熔點(diǎn),液固兩相. 合金液態(tài)組元互不溶,幾個(gè)組元,幾個(gè)相. 固體合金中的基本相結(jié)構(gòu)為固溶體和金屬化合物，還可能出現(xiàn)由固溶體和金屬化合物組成的混合物。 二 合金結(jié)構(gòu) 1 固溶體 溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格而仍保持溶劑晶格類型的金屬晶體。 根據(jù)溶質(zhì)在溶劑晶格中所占的位置不同，分為： 1） 置換固溶體 溶質(zhì)原子替代溶劑原子而占據(jù)溶劑晶格中的某些結(jié)點(diǎn)位置，所形成的固溶體。 *溶質(zhì)原子，溶劑原子直徑相差不大時(shí)，才能置換 如：Cu——Zn Zn溶解度有限。 Cu——Ni溶解度無(wú)限 晶格畸變——固溶強(qiáng)化：畸變時(shí)塑性變形阻力增加，強(qiáng)，硬增加。這是提高合金機(jī)械性能的一個(gè)途徑。 2） 間隙固溶體 溶質(zhì)原子嵌入各結(jié)點(diǎn)之間的空隙，形成固溶體。溶質(zhì)原子小，與溶劑原子比為〈 。溶解度有限。也固溶強(qiáng)化。 2 金屬化合物 合金各組成元素之間相互作用而生成的一種新的具有金屬性質(zhì)，可用分子式表示的物質(zhì)。如Fe3C WC 特點(diǎn)：（1）較高熔點(diǎn)、較大脆性、較高硬度。 （2）在合金中作強(qiáng)化相，提高強(qiáng)度、硬度、耐磨性，而塑性、韌性下降，如WC、TiC?？赏ㄟ^(guò)調(diào)整合金中的金屬化合物的數(shù)量、形態(tài)、分布來(lái)改變合金的性能 3 機(jī)械混合物 固溶體+金屬化合物、固+固——綜合性能 167。4 二元合金狀態(tài)圖的構(gòu)成 合金系：由給定的組元可以配制成一系列成分含量不同的合金，這些合金組成一個(gè)合金系統(tǒng)—— 為研究合金系的合金成分、溫度、結(jié)晶組織之間的變化規(guī)律、建立合金狀態(tài)圖來(lái)描述。 合金狀態(tài)圖——合金系結(jié)晶過(guò)程的簡(jiǎn)明圖解。 實(shí)質(zhì)：溫度——成分作標(biāo)圖，是在平衡狀態(tài)下（加熱冷卻都極慢的條件下）得到的。 二、二元合金狀態(tài)圖的建立 以Pb（鉛）Sb（銻）合金為例： 1 配置幾種PbSb成分不同的合金。 2 做出每個(gè)合金的冷卻曲線 3將每個(gè)合金的臨界點(diǎn)標(biāo)在溫度—成分坐標(biāo)上，并將相通意義的點(diǎn)連接起來(lái)，即得到PbSb合金的狀態(tài)圖。 A B D C E 液相線：ACB 固相線：DCE 單相區(qū)：只有一個(gè)相。 兩相區(qū)：兩個(gè)相。ACD、BCE。 c—共晶點(diǎn) *作業(yè)： 　 　 　 　 　 　 第三章 鐵碳合金 167。1 鐵碳合金的基本組織 液態(tài)：Fe、C 無(wú)限互溶 。 固態(tài)：固溶體 金屬化合物 t ℃ 1538 δFe+C ——鐵素體F 　　　　　　　1394　γFe+C——奧氏體A 　　　　　　　　912　αFe+C——鐵素體F s 一鐵素體 碳溶于αFe形成的固溶體——鐵素體F 體心立方，顯微鏡下為均勻明亮的多邊形晶粒。 性能：韌性很好（因含C少），強(qiáng)、硬不高。δ=45~50%，HBS= σb=250Mpa 含碳： 727℃，% 二 奧氏體 碳溶于γFe中形成的固溶體—“A” 面心立方,顯微鏡下多邊形晶粒,晶界較F平直. 性能:塑性好,。1147℃,% HBS=170~220 三滲碳體 金屬化合物 Fe3C 復(fù)雜晶格,含碳:%. 性能:硬高HB(sw)800,脆,作強(qiáng)化相. 在一定條件下會(huì)分解成鐵和石墨,這對(duì)鑄造很有意義. 四 珠光體P F+Fe3C—機(jī)械混合物,% 組織:兩種物質(zhì)相間組成,性能:: 硬度HBS=250 五 萊氏體 727℃ A+Fe3C—Ld 高溫萊氏體 727℃ P+Fe3C—Ld’低溫萊氏體 性能: 與Fe3C相似 HBS700 塑性極差. 167。2鐵碳合金狀態(tài)圖 %的鐵碳合金的成分,溫度與組織之間關(guān)系,是研究鋼鐵的成分,自治和性能之間關(guān)系的基礎(chǔ),也是制定熱加工工藝的基礎(chǔ). 含C,%時(shí),Fe與C形成Fe3C,故可看成一個(gè)組元,即鐵碳合金狀態(tài)圖實(shí)際為FeFe3C的狀態(tài)圖. 　 　 　 　 　 一鐵碳合金狀態(tài)圖中點(diǎn)線面的意義 1 各特性點(diǎn)的含義 1)A: 純鐵熔點(diǎn) 含C: 0% 1538℃ 2)C: 共晶點(diǎn) % 1148 3)D: Fe3C熔點(diǎn) 1600 4)E: C在A中最大溶解度 1148 5)F: Fe3C成分點(diǎn) 1148 6)G: αFe與γFe轉(zhuǎn)變點(diǎn) 0% 912 7)K: Fe3C成分點(diǎn) 727 8)P: C在αFe中最大溶解度 727 9)S: 共析點(diǎn) 727 10) Q: C在αFe中溶解度 室溫 2 主要線的意義 1) ACD:液相線,液體冷卻到此線開(kāi)始結(jié)晶. 2) AECF:固相線 此線下合金為固態(tài) 3) ECF:生鐵固相線,共晶線,液體—Ld 4) AE: 鋼的固相線,液態(tài)到此線—A 5) GS:”A3” A到此線開(kāi)始析出F 6) ES:”Acm” A到此線開(kāi)始析出Fe3CⅡ 7) PSK:”A1”(F+Fe3C) 3 主要區(qū)域 1) ACE: 兩相區(qū)L+A 2) DCF:兩相區(qū)L+Fe3C1 3) AESG: 單相區(qū)A 4) GPS: A+F 兩相區(qū) 二 鋼鐵分類 1 工業(yè)純鐵: 含C% 組織:F 2 鋼:含碳: ~ 共析鋼 含C=% P 亞共析鋼 含C% P+F 過(guò)共析鋼 含C% P+Fe3C11 3 鐵 含C:%~% 共晶生鐵 % C Ld’ 亞共晶生鐵 % C P+Ld’+ Fe3C11 過(guò)共晶生鐵 % C Ld’+ Fe3C1 三 典型合金結(jié)晶過(guò)程分析 　 　 　 1共析鋼 L—L+A—AP 2亞共析鋼 L—A+L—A—A+F—F+P 3過(guò)共析鋼 L—L+A—A—A+ Fe3C11 Fe3C1+P 4 共晶鐵 L—Ld—Ld’ 5 亞共晶鐵 L—1點(diǎn)—L+A—A+Ld—P+Ld’ 6 過(guò)共晶鐵 L—1點(diǎn)—L+Fe3C1—2點(diǎn)—Ld+ Fe3C1—3點(diǎn) Fe3C1+Ld’ 　 四 鐵碳合金狀態(tài)圖的應(yīng)用 1 鑄造 確定澆鑄溫度 選材: 共晶點(diǎn)附近鑄造性能好 2 鍛造 鍛造溫度區(qū)間 A 3焊接 167。3鋼的分類和應(yīng)用 按化學(xué)成分:碳鋼: %C 少量Si Mn S P等雜質(zhì) 合金鋼:加入一種或幾種合金元素 一 碳鋼 1 含碳量對(duì)碳鋼性能的影響 %C C↑強(qiáng),硬↑ 塑,韌↓ FeC 強(qiáng)化相 %C C↑ 硬↑, 強(qiáng), 塑,韌↓ FeC分布晶界,脆性↑ 2 鋼中常見(jiàn)雜質(zhì)對(duì)性能的影響 Si: 溶于F ,強(qiáng)化F, 強(qiáng),硬↑ 塑,韌↓. 含量~% 有益作用不明顯 Mn: 1)溶于F,. 2)與FeS反應(yīng)—MnS 比重輕,進(jìn)入熔渣,如量少,有益作用不明顯. S: FeS—(FeS+Fe)共晶體,熔點(diǎn)985℃,分布晶界,引起脆性”熱脆” P: 溶于F,是強(qiáng)度,硬度↑,但室溫塑性,韌性↓↓ “冷脆” 3 碳鋼的分類 1 ) 按含碳量分 低碳鋼 %C 中碳鋼: ~%C, 高碳鋼%C 2) 按質(zhì)量分(含S,P多少分) 普通鋼 S=%,P=% 優(yōu)質(zhì)鋼 S,P=% 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼 S=% P=% 3)按用途分 碳素結(jié)構(gòu)鋼, 碳素工具鋼 %C 4 碳鋼的編號(hào)和用途 1)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼: Q235 數(shù)字表示屈服強(qiáng)度 單位Mpa 2)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 正常含錳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼: ~%Mn 較高含錳量 ~%C ~%Mn , %C ~%Mn 08 10 15 20 25 強(qiáng)↓ 塑↑ 沖壓件 焊件 30 35 40 45 50 55 60 強(qiáng)↑硬↑ 彈簧,軸,齒輪 耐磨件 65 70 75 80 85 耐磨件 數(shù)字表示含C 萬(wàn)分8之幾 3)碳素工具鋼 T7T8 T13 數(shù)字表示含C千分之幾 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼加 A 含Mn高,加Mn T8MnA 二 合金鋼 常加合金元素: Mn Si Cr Ni Mo W V Ti B(硼) 稀土元素(Xt)等 1 合金結(jié)構(gòu)鋼 “數(shù) +元素符號(hào)+數(shù)”表示 數(shù)—含碳萬(wàn)分之幾, 符號(hào)—合金元素, 符號(hào)后面數(shù)表示含合金%, %不標(biāo), =% 標(biāo)2 若為高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼,后加A 如: 60Si2Mn %C, 2%Si %Mn 18Cr2Ni4WA %C, 2%Cr, 4%Ni, %W 高級(jí)優(yōu)質(zhì) 應(yīng)用: 工程結(jié)構(gòu)件, 機(jī)械零件 主要包括:低合金鋼,合金滲碳鋼,合金調(diào)質(zhì)鋼,合金彈簧鋼,滾動(dòng)軸承鋼等 2 合金工具鋼: 數(shù)+元素符號(hào)+數(shù) 與結(jié)構(gòu)鋼同