第二节 铁碳相图《机械基础》河北省（对口升学）机械类 知识点讲解

河北省机械类对口高考机械基础复习讲义 第1章 金属材料及热处理 第二节 铁碳相图 【考纲要求】 （1）了解简化铁碳合金相图，了解各个特性点及特性线的含义。 （2）掌握共析转变和共晶转变的概念，会写出铁碳合金的转变式。 （3）掌握含碳量对铁碳合金性能的影响。 【知识网络】 【知识和技能要点】 三、铁碳合金相图 1.铁碳合金相图的组成 铁碳合金相图如图1-4-1，是表示在缓慢冷却(或缓慢加热)条件下，不同成分的铁碳合金的状态或组织随温度变化的图形。 2.铁碳合金状态图中的特性点、线的含义及各区域的组织 (1)主要特性点的温度、碳的质量分数及物理含义(表1-4-1) 表1-4-1主要特性点的温度、碳的质量分数及物理含义 特性点 t/℃ wc/% 物理含义 A 1 538 0 纯铁的熔点 C 1 148 4.3 共晶点， D 1 227 6.69 渗碳体的熔点 E 1 148 2.11 碳在γ-Fe中最大溶解度 G 912 0 纯铁的同素异构转变点，α-Fe→γ-Fe S 727 0.77 共析点 As→F+Fe₃C P 727 0.021 8 碳在α-Fe中最大溶解度 (2) 主要特性线的含义(表1-4-2) 表1-4-2 主要特性线的含义 ACD 液相线 AECF 固相线 GS 常称A₃线。冷却时，从不同碳含量的奥氏体析出铁素体的开始线 ES 常称 Acm线，碳在γ-Fe中的溶解度线 ECF 共晶线 PSK 共析线,常称A₁线,As→F+Fe₃C (3)共晶转变反应式、共析转变反应式 1)共晶转变：一定成分的液态合金，在某一恒温下，同时结晶出两种固相的转变。 2)共析转变：一定成分的固溶体，在某一恒温下，同时析出两种固相的转变。 3.碳的质量分数对 Fe-C合金组织性能的影响规律 随着碳的质量分数的增加，强度和硬度不断增加，其韧性和塑性不断下降；当碳的质量分数wc超过0.9%时，除硬度继续上升外，塑性、韧性降低，强度明显下降。 4.铁碳合金的分类 (1)按碳的质量分数分类 工业纯铁:wc≤0.021 8% 钢:0.021 8%<wc≤2.11% 白口铁:2.11%< wc<6.69% (2)按钢分类 共析钢： 亚共析钢： wc<0.77%(P+F) 过共析钢： (3)按白口铁分类 共晶白口铁： 亚共晶白口铁： 过共晶白口铁： 【练习题】 1、 简答题 1. 随着含碳量的增加，碳素钢的性能如何变化？ 2. 什么是共析转变？写出铁的共析转变式。 3. 什么是共晶转变？写出铁的共晶转变式。 二、选择题 1.碳的质量分数为0.2%的铁碳合金，在室温下的组织为( )。 A.珠光体 B.珠光体+铁素体 C.珠光体+二次渗碳体 D.珠光体+低温莱氏体 2.碳的质量分数为1.2%的铁碳合金，在室温下的组织为( )。 A.珠光体 B.珠光体+铁素体 C.珠光体+二次渗碳体 D.珠光体+低温莱氏体 3.同素异构转变是改变金属的 （ ） A.晶粒形状 B.化学成分 C.晶格类型 D.以上没有 4.铁碳相图中的共析转变温度是（ ） A.360℃ B.727℃ C.1148℃ D.1227℃ 三、判断题 1.含碳量为0.15%和0.35%的钢属于亚共析钢，在室温下的组织由珠光体和铁素体组成，所以它们的力学性能相同。（ ） 2.共析转变,共晶转变都是在恒定温度下进行。（ ） 3.SE线是碳在铁素体中的溶解度曲线。（ ） 4.钢的含碳量越高,强度、硬度越高。（ ） 5.锻造温度要选塑性、韧性高的铁素体区域。（ ） 6.过共晶白口铁的室温组织是低温莱氏体加一次渗碳体。（ ） 7.过共析钢在室温下的组织是珠光体加二次渗碳体。（ ） 四、填空题 1.铁碳合金在室温下都是由 和 两相组成的。 2.在Fe-Fe₃C 相图中，钢在冷却时，从奥氏体中析出铁素体的开始线常用 表示，碳在奥氏体中的溶解度曲线常用 表示，共析转变线常用 表示。 3.共析钢的含碳量为 %，共晶白口铁的含碳量为 % 。 【答案】 1、 简答题 1. 答：随着含碳量的增加，碳素钢的硬度增加，塑性、韧性下降。 当含碳量小于0.9%时，强度随含碳量的增加而增加；当含碳量大于0.9%时，强度随含碳量增加而降低。 2.答：一定成分的固溶体，在某一恒温下，同时析出两种固相的转变，叫共析转变。 铁碳合金中，共析转变式是： 3.答：一定成分的液态合金，在某一恒温下，同时结晶出两种固相的转变，叫共晶转变。 铁碳合金中，共晶转变式是： 2、 选择题 1. B 2.C 3.C 4.B 3、 判断题 1.× 2.√ 3.× 4.× 5.× 6.√ 7.√ 四、填空题 1.铁素体 渗碳体 2.GS线（A3线） SE线（Acm线） PSK线（A1丝） 3.0.77 4.3 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $