铁碳合金相图在选材方面的应用

铁碳合金相图在选材方面的应用急求

在
选材方面的应用。

由铁碳合金相图可见，
铁碳合金中随着碳含量的不同，
其平衡组织也各不
相同，随着含碳量的升高，组织成分为铁素体
+珠光体、珠光体、珠光体+二次渗碳体、珠光体+二次渗碳体+莱氏体、莱氏体、一渗碳体+莱氏体。对其铁碳合金的名称为工业纯铁、亚共析钢、共析钢、过共析钢、
亚共晶白口铸铁、
共晶白口铸铁、
过共晶白口铸铁。
大体依次是强度硬度随之增强，
韧性塑性随
之减弱。所以，我们可以根据工件的不同性能要求来更好的选择合适的材料。
例如，
一些机器的底座、
要求不太高的外形复杂的箱体，
我们可以选用铸铁材
料，其含碳量高，流动性较好，熔点低，易于铸造；对于一些桥梁、船舶、锅
炉、
车辆及塔吊、
起重机等对塑性、
韧性要求较高的工件材料我们可以选用含
碳量低一些的亚共析钢，其有一定强度，但含碳量少，韧性塑性高；对于一些
活塞及机器内部一些受冲击载荷要求较高强度的零件材料，
多选用综合性能比
较好的亚共析钢，
即含碳量中等的亚共析钢，
其强度和韧性都比较好；
而制造
各种切削刀具，
各种模具，
量具时，
就要选用含碳量较高的共析钢、
过共析钢，
其含碳量较高，所以强度硬度很高，有很高的抗变形能力和耐磨性。

铁碳合金相图总结了铁碳合金的成分、组织、性能之间的变化规律，所以，铁碳合金相图在实际生产中具有重要的指导意义，主要应用在钢铁材料的选用和热加工工艺的制定两个方面。 1.在钢铁材料的选用方面的应用 若需要塑性、韧性好的材料，可以选择低碳钢（碳质量分数为0.10%～0.25%）；需要强度、塑性及韧性都较好地应该选择中碳钢（碳质量分数为0.25%～0.60%）；需要硬度高、耐磨性好的材料要选择高碳钢（碳质量分数为0.60%～1.3%）。一般低碳钢和中碳钢主要用来制造建筑结构或制造机器零件；高碳钢用来制造各种工具。白口铸铁具有很高的硬度和脆性，难以切削加工，也不能锻造，因此，白口铸铁的应用受到一定的限制。但是白口铸铁具有很高的抗磨损能力。可以用来制作需要耐磨而不受冲击的零件，如拔丝模、球磨机的铁球等。 2.在热加工工艺方面的应用 ① 在铸造工艺方面的应用 根据铁碳合金相图可以找出不同成分的钢铁的熔点，为制定铸造工艺提出基本数据，可以确定合适的出炉温度以及合理的浇注温度。浇注温度一般在液相线以上50～100℃。共晶成分以及接近共晶成分的铁碳合金，它们的结晶范围最小，因而流动性最好，所以铸造性能好。所以实际铸造生产中，铸铁的化学成分总是选在共晶成分附近。 ② 在热锻、热轧工艺方面的应用 由于奥氏体强度低，塑性好，便于零件成型，因此，锻造与轧制通常选择在单相奥氏体区的适当温度进行。选择的原则是开始锻造或轧制温度不能过高，以免钢材严重氧化和发生奥氏体晶界熔化，而始锻温度也不能太低，以免钢材因温度低而塑性差，导致产生裂纹。一般始锻温度控制在固相线以下100℃～200℃范围内。 ③ 在焊接工艺方面的应用 焊接过程中，高温熔融焊缝与母材各区域的距离不同，导致各区域受到焊缝热影响的程度不同，可以根据铁碳合金相图来分析不同温度的各个区域，在随后的冷却过程中，可能会出现的组织和性能变化情况，从而采取措施，保证焊接质量，此外，一些焊接缺陷往往采用焊后热处理的方法加以改善。相图为焊接和焊后对应的热处理工艺提供了依据。 4.在热处理工艺方面的应用 热处理是通过对钢铁材料进行加热、保温和冷却过程来改善和提高钢铁材料的一种工艺方法，铁碳合金相图可以告诉我们，何种成分的铁碳合金，可以进行何种热处理，以及各种热处理方法的加热温度是多少，所以，铁碳合金相图是制定热处理工艺的重要参考依据。

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