黎巴嫩赌场 联系方式
 
黎巴嫩赌场
公司简介
供应产品
技术新闻
工程案例
网络营销
联系我们
 
 

 

 

 

·黎巴嫩赌场

 
 
技术新闻 :
铁碳合金相图
发布日期: 2020-12-11 22:50 发布人:黎巴嫩赌场 观注度:

  铁碳合金二元相图 海洋材料科学与工程研究院 刘伯洋 LOGO 纯铁 ? ? ? ? ? ? ? 屈服强度(σ0.2):100~170MPa 抗拉强度(σb):180~270MPa 伸长率(δ):30%~50% 断面收缩率(ψ);70%~80% 冲击韧度(αK);160~200J/cm2 硬度HBS:50~80 纯铁的塑性韧性好,但强度硬 度低,很少用作结构材料。由 于纯铁具有高的磁导率,软磁 材料 纯 铁 的 冷 却 曲 线 铁碳合金的相结构 溶解碳 溶解碳 高温铁素体 ( δ) 纯 铁 的 冷 却 曲 线 奥氏体(γ或A) 低温铁素体 (α或F) 溶解碳 铁素体 ? 铁素体:是碳溶于α-Fe中的间隙固溶体,用符号“α”(或F) 表示,呈体心立方晶格,碳在α-Fe中溶解度极小,在727℃ 时达到最大溶解度 0.0218% 。铁素体的显微组织为多边形晶 粒。 ? 铁素体性能:铁素体的力学性能特点是塑性、韧性好,而强 度、硬度低。(δ=30%~50%,AKU=128~160J), σb=180~280MPa,50~80HBS) 奥氏体 ? 奥氏体:是碳溶于γ-Fe中的间隙固溶体,用符号“γ”(或 A)表示,呈面心立方晶格。碳在γ-Fe中的溶解度要比在 α-Fe中大,在727℃时为0.77%,在1148℃时溶解度最大, 可达2.11%。奥氏体是一种高温组织,稳定存在的温度范围 为727~1394℃,显微组织为多边形晶粒。 ? 奥氏体性能:相对于铁素体具有一定的强度和硬度,塑性 和韧性也好。 (σb=400 MPa,170~220HBS),塑性和 韧性也好(δ=40%~50%)。具有顺磁性,可作为无磁钢。 ? 无磁钢:没有铁磁性从而不能被磁化的稳定奥氏体钢。Fe-MnAl-C系列奥氏体,其电磁性能 ( 磁导率),组织稳定,力学性能 优良,磁导率低而电阻率高,在磁场中的涡流损耗极小。 ? 无磁钢的用途: ? (1)石油钻井无线随钻侧斜系统 (MWD):是在油田钻井过程 中的专业定向仪器。一般用于定向井,而定向井需要测斜度及 方位的,测斜时仪器在无磁钻具内部可以免受外界磁场的影响 从而保证结果的准确性。 ? ( 2)高压电器和大中型变压器油箱内壁、铁芯拉板、线圈夹 件、螺栓、套管、法兰盘等漏磁场中的结构件; ? ( 3)起重电磁铁吸盘、磁选设备筒体、选箱以及除铁器、选 矿设备等; NMS-140 ? 双相不锈钢 (DSS,Duplex Stainless Steel):是指不 锈钢中既有奥氏体又有铁素体组织结构的钢种,习惯 称 α+γ 双 相 不 锈 钢 或 双 相 不 锈 钢 。 Cr 含 量 在 18%~28%,Ni含量在3%~10%。 ? 该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点。其中双相 不锈钢的耐孔蚀性能、耐腐蚀性能优于超低碳合金钢 (316L) ? 与铁素体相比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶 间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,导热系数高,具 有超塑性等特点。 ? 与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化 物应力腐蚀有明显提高。具有优良的耐孔蚀性能。 ? 主要用于海水淡化。 渗碳体 ? 渗碳体 ( 中间相 - 尺寸因素化合物 - 间隙化合物 ) : 当铁碳合金中碳含量超过它在铁中的溶解度限度 时,多余的碳主要和铁形成的一种具有复杂晶格 的金属化合物 Fe3C。是它的碳质量分数 Wc=6.69 %。 ? 渗碳体性能:其力学性能特点是硬度高(约 800HBW),脆性大,塑性几乎为零。 ? ? ? ? 弱铁磁性(<230℃ ),理论熔点1227℃。 介稳定化合物,分解:Fe3C→3Fe+C(石墨碳)。 石墨:六方晶系;化学键:σ键+π键 C从Fe中析出时,通常以Fe3C的形式存在,而非石墨 ,因为形成前者碳原子扩散距离短。 铁碳合金相图 ? ? ? ? ? 实线C 介稳定系相图 虚线:Fe-C(石墨) 稳定系相图 图中各特性点的符号 是国际通用的,不能 随意更换。 ? 单相区5个 ? 双相区7个 ? 三相区3个 γ L+γ 包晶转变线%的δ铁素 体发生反应,生成含碳0.17%的奥氏体。 ? 碳含量小于2.11%的合金在冷却的历程中,都可在一个温度区 间得到单相的奥氏体。 ? 简化的铁碳相图 ? 对于铁碳合金来说,由于包晶反应温度高,碳原子的扩散较 快,所以包晶偏析并不严重。但对于高合金钢来说,合金元 素的扩散较慢,就可能造成严重的包晶偏析。 ? 包晶偏析造成钢凝固剩余有 δ 相,其与 γ 相致密度不同会造成 巨大的组织应力,使铸坯出现热裂纹,尤其对连铸坯,这种 包晶钢的热裂纹仍是一个需要克服的难题。 γ 共 晶 相 图 ? 转变产物是γ相和Fe3C的机械混合物,称为莱氏体( Ld)。其中Fe3C称为共晶渗碳体。 莱氏体(组织) ? 莱氏体:是铁碳合金冷却到 1148℃时共晶转变的产物,是 介稳相。由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。存在于 1148℃~727℃之间的莱氏体称为高温莱氏体,用符号“Ld” 表示;存在于727℃以下的莱氏体称为变态莱氏体或称低温 莱氏体,用符号“Ldˊ”表示,组织由渗碳体和珠光体组成。 ? 莱氏体性能:莱氏体的力学性能与渗碳体相似,硬度很高, 塑性极差,几乎为零。 γ ? 转变产物为珠光体,用符号 P表示。组织中的Fe3C称为共 析渗碳体。 珠光体 ? 珠光体:珠光体是奥氏体冷却时,在727℃发生共析转变的 产物,由铁素体和渗碳体组成的机械混合物,用符号“ P” 表示。显微组织为由铁素体片与渗碳体片交替排列的片状 组织。 ? 珠光体性能:力学性能介于铁素体与渗碳体之间,强度较 高,硬度适中,塑性和韧性较好。 ? 重要固态转变线 ? GS 线 线,冷却 时,γ析出α的开始线,或加热 时α全部溶入γ的终了线。 ? ES 线:碳在 γ 中的固溶度曲线 。常称 Acm 线。当温度低于此 线C 、即二次渗 碳体 Fe3CⅡ, 从液相中经 CD 线CⅠ 。 ? PQ线:碳在α中的固溶度曲线。碳在α中的最大固溶度: ? 727℃时ωc为0.0218%,600℃时降为0.008%,300℃时约为0.001%, ? α从727℃冷却下来时,将析出渗碳体,称为三次渗碳体Fe3CⅢ ? 770℃线℃水平线为渗碳体的磁性转变温度。 铁碳合金分类 工 业 纯 铁 亚 共 析 钢 过 共 析 钢 亚 共 晶 白 口 铁 过 共 晶 白 口 铁 共析钢 共晶白口铁 ωc0.0218% 为 工 业 纯 铁 ; ωc2.11%为铸铁; 0.0218%ωc2.11 %的为碳钢。 按 Fe-Fe3C 系结 晶 的 铸 铁 , 断 口呈白亮色,称为白口铸铁。 按 Fe-C 系结晶的铸铁,断口呈 灰色,称灰口铸铁。 钢的共同点:在高温下都可以 进入奥氏体单相区, 铸铁的共同点:都含有共晶体。 种类 铁 钢 分类名称 工业纯铁 亚共析钢 共析钢 过共析钢 ωc(%) 0.0218 0.0218~0.77 0.77 0.77~2.11 2.11~4.3 4.3 4.3~6.69 室温平衡组织 铁素体;或铁素体+三次渗碳体 先共析铁素体+珠光体 珠光体 先共析二次渗碳体+珠光体 珠光体+二次渗碳体+莱氏体 莱氏体 一次渗碳体+莱氏体 铸铁 亚共晶白口铸铁 共晶白口铸铁 过共晶白口铸铁 铁碳合金结晶过程 1 2 3 4 5 6 7 ? 片状、网状沿晶界析出 的渗碳体。 ? 或粗大铁素体中出现点 状渗碳体。 组织组成计算 ?? 先 0.77 ? c ? ? 100% 0.77 ? 0.0218 c ? 0.0218 ?P ? ? 100% 0.77 ? 0.0218 6.69 ? c ?? ? ? 100% 6.69 ? 0.0218 ?Fe C ? 3 c ? 0.0218 ? 100% 6.69 ? 0.0218 亚共析钢的组织 ? 所有的亚共析钢室温组织都是由铁素体和珠光体 组成,其差别仅是铁素体与珠光体的相对量不同, Wc越高,珠光体越多,铁素体越少。 过共析钢:先共析 Fe3C+珠光体 Fe3C沿γ晶界呈网状分布,先共析二次渗碳体量: ?Fe C 3 ?? c ? 0.77 ? ? 100% 6.69 ? 0.77 莱氏体Ld : (? 2.11 ? Fe3C? )共晶 ? ? Fe3C?? ? Fe3C? 室温莱氏体Ld ? : ( P ? Fe3C?? ? Fe3C? ) 亚共晶白口铸铁(Wc=3%) ?Ld ? 3.0 ? 2.11 ? ? 100% ? 40.6% 4.3 ? 2.11 4.3 ? 3.0 6.69 ? 2.11 ?P ? ? ? 100% ? 46% 4.3 ? 2.11 6.69 ? 0.77 ?Fe C ? 3 ?? 4.3 ? 3.0 2.11 ? 0.77 ? ? 100% ? 13.4% 4.3 ? 2.11 6.69 ? 0.77 过共晶白口铸铁(Wc=5%) ?Ld ? 6.69 ? 5.0 ? ? 100% ? 71% 6.69 ? 4.3 5.0 ? 4.3 ? 100% ? 29% 6.69 ? 4.3 ?Fe C ? 3 ? 铁碳合金的组织 α+P P+Fe3CII P+Fe3CII+Ld’ Fe3CI+Ld’ P Ld’ α+Fe3CIII 随着含碳量增加时,渗碳体不仅数量增加,形态和分布也发生 了很大变化。(渗碳体分布在P内——网状分布在γ晶界上—— 形成莱氏体时,渗碳体则成了基体 。) 含碳量对(普碳钢)力学性能的影响 ? ? ? 硬度 WC增加,硬度增加; 强度 WC1% 时, WC 增加,强度提高, 在晶界上析出的二次渗碳体 一般还未形成连续网状。 WC1% 时, WC 增加,强度降低; 塑性、韧性 WC增加,塑性、韧性下降; 为了保证工业用钢具有足够 的强度和塑性、韧性,碳素 钢的含碳量一般不超过 1.4% 。 ? 思考题 45、T8、T12钢的硬度、强度和塑性有何不同? ? 随着钢中碳含量的增加,钢中的渗碳体增多,硬度也 随之升高,基本上呈直线%以前,强度也是呈直线%以后,随碳量的继续增加,组织中将会出现网状 渗碳体,致使强度很快下降。在Wc=0.8%时,组织全 为珠光体,所以T8强度最高。 ? 含碳量少,铁素体多,塑性好,所以塑性直线下降。 ? 综上所述, T12 钢的硬度最高, 45 钢的硬度最低; T12 的塑性最差, 45 钢塑性最好; T8 钢均居中,而 T8 钢的 强度最高。 绑轧物件一般用铁丝(镀锌低碳钢丝),而起重机吊重物却 用钢丝绳(用 60、65、70、75 等钢制成) ? 绑轧物件的性能要求有很好的韧性,因此选 用低碳钢有很好的塑韧性,镀锌低碳钢丝; ? 而起重机吊重物用钢丝绳除要求有一定的强 度,还要有很高的弹性极限,而60、65、70、 75钢有高的强度。这样在吊重物时不会断裂。 ? ? ? ? 锻造 铸造组织经过锻造方法热加工变形后使原来的粗大枝晶和柱 状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织,使钢锭 内原有的偏析、疏松、气孔等压实和焊合,其组织变得更加 紧密,提高了金属的塑性和力学性能。 钢的可锻性首先与含碳量有关,低碳钢的可锻性较好,随着 含碳量的增加。可锻性逐渐变差。(C%2.11%) 一般要把钢材加热到始锻温度(固相线℃)下,在奥氏体区进行锻造。 ? ? ? ? ? 钢液的流动性随含碳量的 提高而提高。 铸铁流动性总是比钢好。 共晶成分的铸铁因其结晶 温度最低,同时又是在恒 温下凝固,结晶的温度间 隔为零,所以流动性最好。 适合铸造: 2.11% ~ 4.3% , 流动性好。 适 合 热 处 理 : 0.02182.11%,有固态相变。 铁碳相图的应用 ? 塑性、韧性高的材料,选用铁素体低碳钢 (Wc0.25%) ? 强度、塑性和韧性等均好的材料,应选用组织为铁 素体和珠光体的中碳钢(0.25%Wc0.6%) ? 硬度、耐磨性好的材料,应选用组织为珠光体或珠 光体和二次渗碳体的高碳钢( 1.3%Wc0.6%) ? 形状复杂的及其底座和箱体等零件,可选用熔点低、 流动性号的铸铁材料,成分为共晶或接近于共晶。 杂质元素的影响 ? 碳钢:是指碳的质量分数 Wc2.11% ,并含有少量 硅、锰、磷、硫等杂质元素的铁碳合金。 ? Mn 的影响 : 由炼铁原料铁矿石及炼钢时加脱氧剂 (锰铁)中带入的 ? Mn 能溶于铁素体中,形成含锰铁素体,也能溶于 渗碳体,形成合金渗碳体,产生固溶强化作用, 使强度、硬度提高。 ? 锰能增加珠光体的相对含量,并细化珠光体,提 高钢的强度。 ? 锰能降低S对钢的危害。 ? 一般碳素钢中把锰控制在小于0.8%。 ? Si的影响 ? Si主要来自原料生铁和硅铁脱氧剂。 ? Si 比锰脱氧能力强,硅溶于 F ,具有固溶强 化作用,提高钢的强度和硬度,但会使塑性 和韧性降低。 ? 硅在碳素钢中一般小于0.5%。 ? 硅与氧的亲和力很强,形成氧化硅在钢中以 夹杂物形式存在,影响钢的质量。 ? S的影响: ? 由矿石和燃料带入钢中。 ? S 在钢中与 Fe化合成 FeS,而 FeS又与 Fe形成低熔点 ( 985℃)的共晶体,分布于奥氏体晶界上。当钢材 在1150~1250℃进行轧制或锻压时,由于共晶体熔化 而使晶粒分离,导致钢材开裂,这种现象称为热脆。 ? Mn与S形成熔点为1620℃的高温有一定塑性的MnS,消 除热脆。 ? 硫对钢的焊接性能有不良影响,容易导致焊缝热裂, 在焊接过程中,S易于氧化生成SO2,造成焊缝中产生 气孔和疏松。 ? 硫能提高钢材的切削加工性,这是 S的有益作用,所 以在制造要求表面粗糙度较细而强度要求不十分严格 的零件时,可采用含S高的易切削钢。 ? P的影响: ? 一般说来,P是有害杂质元素,它来自于矿石和生铁 等炼钢原料,炼钢时难以除尽。 ? P在钢中能全部溶于铁素体,使钢的强度、硬度增加 、而塑性、韧性显著降低,特别在低温下更严重,这 种现象称为冷脆。其含量一般要求不大于0.045%。 ? P能提高切削性能和抗蚀性,故在易切削钢中可适当 增加P含量。 ? 磷也使钢材的可焊性显著降低。但磷可提高钢材的耐 磨性和耐蚀性,故在低合金钢中可配合其他元素作为 合金元素使用。 ? 氧的影响: ? 氧是钢中的有害元素。氧在钢中的溶解度很小 ,在钢中,氧几乎全部以氧化物的形式存在。 钢中各种氧化物的总量随着钢中含氧量增加而 增加,含氧量对钢力学性能的影响夹杂对力学 性能的影响实质上也就是氧化物夹杂对力学性 能的影响。 ? 总的来说,随钢中含氧量增加,钢材的强度有 所提高,但钢的塑性、韧性降低,氧化物夹杂 使钢的耐腐蚀性、耐磨性降低,可焊性变差, 使冷冲压性、锻造加工性及切削加工性变坏。 氧的存在会造成钢材的热脆性。 ? 氮的影响: ? N引起碳钢的淬火时效和形变时效,从而对碳钢的性 能产生影响。由于N的时效作用,钢的硬度、强度升 高,塑性和韧性降低,可焊性变差,冷脆性加剧对于 普通低合金钢来说,时效现象是有害的,因而N是有 害元素。 ? 氮在铝、铌、钒等元素的配合下可以减少其不利影响 ,改善钢材性能,可作为低合金钢的合金元素使用。 向钢中加入足够数量的Al,使之除与O结合外,还有 有相当数量的Al溶解在固溶体中,通过热轧后的缓冷 或700-800℃保温,能与N结合形成AlN,减弱或完全 消除在较低温度发生的时效现象。 ? 氢的影响: ? 氢是在冶炼过程中,由生锈的炉料(含水)及潮湿的大 气带进钢中的。它在钢中的含量一般很少,但对钢的 危害却很大。 ? 由于氢在钢中的溶解度随温度的下降而显著降低,先 析出的原子氢存在于钢的缺陷处,随后原子氢又形成 分子氢,并使氢的扩散更加困难。由于温度降低造成 氢气分子不断增多,并产生较大的压力从而导致钢的 开裂。这种现象——称为氢脆。 ? 现代炼钢采取真空冶炼,炉外精炼等方法。


黎巴嫩赌场

 
 

        

 黎巴嫩赌场 Copyright © 2011-2012 fsdongben.cn. All rights reserved. 技术支持&

地址:广东省佛山市南海区狮山镇321国道大福摩托车长对面长虹岭工业园内     电话:+86-757-82223802   鲁ICP备16034589号    网站地图