Fe-Fe3C相图分析与工业纯铁结晶过程在线视频

同学们好

下面我们来分析铁-渗碳体相图

先看一下概况

首先来看一下线和相区

液相线ABCD

固相线AHJECF

相区呢有五个单相区

ABCD以上是液相区L

AHNA是δ固溶体区

NJESGN是奥氏体区

记为γ或者是A

GPQG是铁素体区

记为α或者是F

而DFK这一条竖直的线是渗碳体区

前面我们已经讲过渗碳体

属于是金属间化合物

所以它可以是一个稳定的相

所以可以在相图当中

体现为是一条竖直的线

还有七个两相区

大家来试着找一下

是哪七个呢

分别是L加δ

L加γ

大家可以顺着我念的顺序呢

在相图当中逐一的来找一下

它们对应的区间

L加渗碳体

δ加γ

γ加α

α加渗碳体

γ加渗碳体

我们还注意到它还有三条水平线

分别是HJB

ECF和PSK

同学们

大家可以根据前面学到的相图的知识

自己来试着来分析一下

这三条水平线

都分别发生了什么转变呢

根据相图特征我们发现

HJB应该发生的是包晶转变

ECF发生的是共晶转变

PSK发生的是共析转变

那么这些转变都是反应相

和生成相分别是什么呢

我们把问题先留在这

大家可以先思考一下

我们看啊相图当中还有两条磁性的转变线

MO虚线是铁素体的磁性转变线

230度的虚线是渗碳体的磁性转变线

相图当中重要的特性点

列在了PPT的图当中

我们教材的表也有对应的相应的标识

这里呢给大家提一个要求

就是表当中的每个点对应的温度

碳含量

发生的转变

希望同学们呢都一定要记住

也就是要背下来

而且整个铁碳相图呢

我们是要求大家能够背着画下来的

说得再具体一些

如果考试的时候呢

我们出相关的题目是不给铁碳相图的

所以大家一定要记住啊

铁-渗碳体相图

看上去有些复杂

但根据前面学到的相图分析的规律

我们完全可以把它看成

是由三个基本的相图

包晶相图

共晶相图和共析相图

这三个部分来组成的

下面我们就来重点学习一下

铁-渗碳体相图当中三个平衡转变

首先看一下包晶转变线HJB

在1495摄氏度时

碳含量为0.53%的液相

与碳含量为0.09%的δ相

发生包晶反应

生成碳含量为0.17%的奥氏体相

记为γ

其反应式呢

是为B点的液相L与H点的δ

生成奥氏体γ

碳含量在0.09%~0.53%的

所有铁碳合金

都会发生包晶转变

但这里需要说明一下

当碳含量等于0.17%的铁碳合金

也就是包晶点成分的合金

在包晶反应前的δ相和液相

在包晶反应后

这两相恰好能够同时耗尽

从而生成单一的固相奥氏体

而包晶点以左

也就是碳含量在0.09%~0.17%的合金

在我们前面学习包晶相图的时候

利用杠杆定律已经计算过

其中的δ相的相对的数量会相对较多

在液相耗尽之后

还会剩余一部分的δ相

那么这一部分的δ相

在随后的降温过程当中

会通过同素异晶转变而生成奥氏体

所以同学们要注意

同样是生成奥氏体

但是转变过程是完全不一样的

有的是通过包晶转变而来

有的是通过同素异晶转变而来

所以大家一定要注意区分

而碳含量在0.17%~0.53%的合金

由于δ相的相对数量不足

包晶反应结束后会剩余液相

这部分液相

将随着温度的降低而结晶为奥氏体

当碳含量小于0.09%的合金

它不发生包晶转变

它的液相将随着匀晶转变

先结晶为δ固溶体

随着温度的降低

在HN和JN之间

δ固溶体通过同素异晶转变

而成为单相奥氏体

当碳含量

等于0.53%~2.11%的合金

也不发生包晶转变

它们按匀晶转变

直接凝固为单相奥氏体

说到这大家有没有发现

转变为奥氏体的形式有很多

所以还要再次强调

大家一定要注意区分

第二个

我们来看一下共晶转变ECF线

在1148摄氏度这条恒温线上

当碳含量等于4.3%的液相

将发生共晶转变

生成由碳含量为2.11%的奥氏体

和渗碳体组成的共晶体

其反应式为L生成了

奥氏体E点的加上渗碳体

下角标呢

C和E对应的是它们的相的成分点

那么其中共晶转变产物奥氏体γ

加上渗碳体

我们用一个括弧把它合在一起

称为是一块组织

在一块组织当中有两个相

那么这一个组织称为叫莱氏体

用符号Ld来表示

随着温度的降低

莱氏体组织形态不发生变化

所以到室温的时候称为低温莱氏体

用符号Ld’来进行表示

提醒大家从现在开始就要特别注意区分

相和组织以及它们的符号

在接下来的铁碳合金

结晶凝固过程分析的时候

将要计算相组成物

和组织组成物的百分含量

如果现在区分不好

到时会发生混乱和混淆

因为渗碳体很脆

所以莱氏体是一种塑性很差的组织

凡是碳含量

等于2.11%~6.69%范围内的合金

在1148摄氏度时都要发生共晶转变

碳含量小于2.11%的铁碳合金

不会发生共晶转变

那么

也就是说它的组织当中

不会出现莱氏体

我们看一下第三个

共析转变PSK线

是在727摄氏度恒温下来进行的

当碳含量等于0.77%的奥氏体

将发生共析转变

生成了由碳含量等于0.0218%的铁素体

和渗碳体来组成的混合物

它的反应式是奥氏体生成铁素体

加上渗碳体

同样下角标的S和P分别是奥氏体

和铁素体对应发生反应时的成分点

这个共析转变的产物

铁素体加渗碳体

也用一个括弧把它扩在一起

一起称为珠光体

用符号P来表示

注意珠光体同样是一个组织

而不是相

它是由两个相来组成的

铁素体和渗碳体

下面我们来看一下铁碳相图当中的

三条重要的固溶度曲线

第一条线GS线

它又称为A3线

是从奥氏体当中析出铁素体的开始转变线

所以又称为先共析铁素体

开始析出线记为α先共析

第二条线ES线

我们又称为ACM线

是碳在奥氏体当中的溶解度曲线

当温度低于这个线的时候

从奥氏体当中会析出次生的渗碳体

记为二次渗碳体

符号表示是铁三碳

然后二

ES线呢

也称为二次渗碳体的开始析出线

第三条线PQ线

是碳在铁素体当中的溶解度曲线

这种由铁素体当中析出的渗碳体

记为三次渗碳体

符号表示是铁三碳

然后一个大的三

下面我们来学习一下铁碳合金

及其平衡结晶凝固过程

根据碳含量和组织的特征

铁碳合金可以分为三类

工业纯铁

钢和铸铁

工业纯铁的碳含量是小于0.0218%

而钢的碳含量

是在0.0218%~2.11%之间

那么根据共析点

以左和以右以及共析成分

又把钢分成三种

第一种是亚共析钢

碳含量是在0.0218%~0.77%

共析钢碳含量是0.77%

以及过共析钢

碳含量是在0.77%到2.11%

那么第三种铁碳合金铸铁

它是碳含量在2.11%~6.69%

发生共晶转变的铁碳合金称为铸铁

铸铁当中的碳

是以渗碳体的形式来存在的

那么它的断口是白亮色

所以呢又称为叫白口铸铁

这里的口是指断口

简称白口铁

同样根据共晶点以左以右

以及共晶点碳含量成分

铸铁也可以分为三种

第一个是亚共晶白口铸铁

它的碳含量是在2.11%~4.3%

第二种共晶白口铸铁

它的碳含量是等于4.3%

第三种过共晶白口铸铁

它的碳含量是在4.3%~6.69%

下面

我们分别对七种典型的铁碳合金的

结晶凝固过程

进行一一的分析

先来看一下第一个工业纯铁

它的结晶凝固过程

也就是碳含量是小于0.0218%的

以上是我们这部分的学习内容

谢谢大家