铁碳合金相图的应用

铁碳相图在客观上反映了钢铁材料的组织随成分和温度变化的规律,它在工程上为选材、用材及铸、锻、焊、热处理等热加工工艺提供了重要的理论依据,因此在生产中具有重大的实际意义,主要应用在以下方面。

1.在钢铁材料选用方面的应用

由铁碳相图可知,铁碳合金中随着含碳量的不同,它的平衡组织也各不相同,从而导致其力学性能不同。因此,可以根据零件的不同性能要求来合理地选择材料。例如,建筑结构和各种型钢需用塑性、韧性好的材料,可选用含碳量较低的钢材;机械零件需要强度、塑性及韧性都较好的材料,应选用碳含量适中的中碳钢;各种工具要用硬度高和耐磨性好的材料,应选用含碳量高的钢种。

2.在铸造工艺方面的应用

参照Fe-Fe3C相图可以确定合金的浇注温度。浇注温度一般在液相线以上50~100℃。由相图上可见,纯铁和共晶白口铸铁的铸造性能最好,所以铸铁在生产上总是选在共晶成分附近。铸钢生产中,碳质量分数在0.15%~0.6%范围之间时钢的结晶温度区间较小,铸造性能较好。

3.在热锻、热轧工艺方面的应用

钢在室温时的组织为两相混合物,塑性较差,变形困难,只有将其加热到单相奥氏体状态,才具有较低的强度、较好的塑性和较小的变形抗力,易于成形。因此锻造或轧制应选在单相奥氏体区内进行。

4.在焊接生产上的应用

焊接时,局部区域被快速加热,从焊缝到母材各处的温度都不相同,铁碳相图为其提供了重要的理论依据。

5.在热处理工艺方面的应用

铁碳合金在固态加热和冷却过程中均有相的变化,一些热处理工艺如退火、正火、淬火的加热温度都是依据Fe-Fe3C相图确定的。这将在以后章节中详细阐述。

相关推荐