（饱和的盐水凝固点－21℃、其沸点108℃。 饱和NaOH溶液沸点314℃。） 2.奥氏体A：C→γ－Fe中形成的固溶体。 单相、层片状、面心立方晶格。 727℃ 0.77%C、1148℃ 2.11%C。
机械性能：δ＝40～60％、σb＝400～50MPa、HBS＝170～220、抗磁性。 （应用提一下）
二、金属化合物（中间相）（强化相） 形成：温度降低时析出的一种新材料。 Fe3C、Fe2.4C、VC、WC、CuZn、Cu21Zn22 σ↑、HRC↓、δ↓、ψ↓、αku↓。
渗碳体C：F＋C层片相间叠加。硬度极高，而塑性、韧性极低。 三、机械混合物：
定义：α－固溶体＋β－固溶体＋?＋α－金属化合物＋β－金属化合物 例如：钢铁、铝合金、铜合金、钛合金等。 1. 珠光体P：F＋Fe3C
两相，机械混合物。 0.77％C。
机械性能：δ＝20～25％、σb＝800～850MPa、 HBS＝280～260。 强度高、硬度较高。（应用提一下）
2.莱氏体Ld、Ld′： 两相机械混合物，含碳量：4.3％C。 Ld＝A＋C 727～1148℃。（高温莱氏体） Ld′＝P＋C 20～727℃。（低温莱氏体）
机械性能：HB＝560～600、δ＝4～5％。性能与渗碳体相近。（应用较少）
总结：硬度最高的是渗碳体，强度最好的是珠光体，高温下奥氏体塑性最好，常温下铁素体塑性最好，莱氏体硬度较高。
布置作业： 课后总结：
授课时间： 班级：
本课课题：铁碳合金
教学目的和要求：1.熟悉简化的Fe－Fe3C状态图、分析：特性点、线和区域组织。 2.熟悉典型成分铁碳合金的结晶过程分析及其在室温下的组织。 重点与难点：掌握铁碳合金状态图。 教学方法：讲授法。 课型：理论课
教学过程
第三节 铁碳合金状态图
复习旧课：铁碳合金组织及其力学性能。
11
℃
A ℃
L D A E L＋A C L＋C F G A＋C A＋C Ld＋A＋C Ld Ld＋C 727F P S K 600Q P＋F P P＋C P＋C Ld′＋P＋C Ld′ Ld′＋C 0 0.77 2.11 4.30 6.69 F＋C
一、铁碳合金状态图的建立
（1）配制不同成分的铁碳合金，用热分析法测定各合金的冷却曲线。
（2）从各冷却曲线上找出临界点，并将各临界点分别画到成分－温度坐标中。 （3）将意义相同的临界点连接起来。
二、Fe－Fe3C合金状态图的分析：
1.点（特性点）：
A 1538℃ 100％Fe的熔点 ； D 1227℃ 100％Fe3C的熔点； G 912℃ 100％Fe的同素异晶转变点（重结晶温度点）； C 1148℃ 4.3％C 共晶点L→Ld（A＋C） 共晶反应；
F 1148℃ 6.69％C 虚点 ； P 727℃ 100％Fe虚点；
K 727℃ 6.69％C虚点、E 1148℃ 2.11％C 碳在γ－Fe中的最大固溶量； S 727℃ 0.77％C 碳在γ－Fe中的最小固溶量，共析点A→P 共析反应。 2.线（特性线）：
（1）AC线：液相线 开始结晶出奥氏体：L→L＋A。DC线：液相线 开始结晶出渗碳体：L→L+C。
（2）AE线：固相线 奥氏体结晶终了线：L＋A→A。ECF线：固相线（共晶线）：共晶
反应 L→Ld。
（3）GS线－A3线：从奥氏体中开始析出铁素体线。
（4）ES线—Acm线：从奥氏体中开始析出渗碳体线（碳在奥氏体中的固溶线）。 （5）PSK线－A1线：共析线； 共析反应 A→P（F＋C）共晶体。
（6）PQ线－碳在铁素体中的溶解度曲线。这种由铁素体中析出的渗碳体为三次渗碳
体。
3.分类：
含碳量分类：
12
工业纯铁：C≤0.0218％C 钢：0.0218％ 共析钢：0.77％ P 亚共析钢： C<0.77％ P＋F 过共析钢： C>0.77％ P＋C 共晶白口铁分类： ′ 共晶白口铁：4.3％C Ld 亚共晶白口铁：C<4.3％C Ld′＋P＋C 过共晶白口铁：C>4.3％C Ld＋C 三、钢在结晶过程中的组织转变 实验：热分析法－（C：0－6.69％）实用价值。 1.共析钢： 0.77％C：L→L＋A→A→P 分析：在727℃发生共析反应，A中含碳多少？P中含碳多少？ （727℃:F＝88.78％、C＝11.22％） 2.亚共析钢： 0.5％C：L→L＋A→A→A＋F→P＋F 分析：①A→A＋F 在→点以上A中含碳多少？随着温度降低，A中含碳是 逐渐增加 还是减少？ ②A＋F→P＋F 在冷却到→点时，A中含碳增加到0.77％C，发生共析反应 A→P，727℃时，P、F各占百分多少？ 727℃: F＝35.34％、P＝64.66％。20℃:F＝92.64％、C＝7.36％。 3.过共析钢： 1.0％C：L→L＋A→A→A＋C→P＋C （P＝96.1％、C＝3.9％） 分析：①A→A＋C 在→点以上，A中含碳多少？C中含碳多少？在→点以下，随着温 度降低，A中含碳逐渐增加还是减少？ ②A＋C→P＋C 当冷却到→时，A中含碳逐渐减少到0.77％C，发生共析反应 A→P，727℃,P、C相对含量是多少？ Ⅵ.亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁请学生自行分析。 铁碳合金的组织和性能： 工业纯铁：F 塑性好。 亚共析钢：F＋P 取决于F、P的含量。 共析钢：P 强度高。 过共析钢：P＋C 取决于P、C的含量（C为网状的二次渗碳体，脆、不合格）。 亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁自行分析。 力学性能和含碳量的关系曲线图。 ′ 13 力学性能 Ψδαku HB σS σb含碳量（钢≤1.4％C） 0 0.77 1.40 2.11 4.3 4.Fe－Fe3C状态图的应用。 正确选材： ①.C≤0.25％，低碳钢：塑性好，韧性好。 ②0.25％ ①铸造方面： 共晶成分的铁碳合金铸造时，组织致密，不易偏析。 ②锻造方面： 钢加热到固相线AE以下200℃及A3线上170℃之间，利用奥氏体塑性好。 ③焊接方面： ④热处理方面： 课堂讨论：碳对铁碳合金组织和性能的影响。 布置作业： 课后总结： 授课时间： 班级： 本课课题：碳素钢 教学目的和要求：1.了解常存杂质元素对碳钢性能的影响。 2.掌握碳钢的分类、牌号、性能和用途。 重点与难点：碳钢的分类、牌号、用途。 教学方法：讲授法。 课型：理论课和习题课。 教学过程 第四节 工业用钢简介 复习旧课：碳对铁碳合金组织和性能的影响。 14 一、钢的分类 碳钢的分类、编号和用途： 分类： ①低碳钢：<0.25％C ①亚共析钢： 0.008～0.77％C。 ②中碳钢：0.25％≤C<0.60% ②共析钢： 0.77％C。 ③高碳钢：0.60％ ①普通碳素钢：S≤0.05％、P≤0.045％。 ②优质碳素钢：S≤0.04％、P≤0.04％。（和国际不接轨） ③高级优质碳素钢：S≤0.03％、P≤0.035％。 用途： ①碳素结构钢： ②碳素工具钢： 冶炼： ①平炉钢（逐渐淘汰） ②转炉钢（使用） ③电弧炉钢。 酸碱性： ①酸性钢 ②碱性钢 ③中性钢。 钢的分类：碳素钢和合金钢。 二、碳素钢： 钢中杂质含量对其性能的影响 1.锰Mn：0.25～0.8％Mn，有益元素，脱氧剂。提高钢的强度和硬度，特别是降低钢的的脆性。 2.硅Si：<0.4％Si，有益元素，脱氧剂。提高钢的强度。 3.硫S：<0.050％，有害元素，热脆（红脆性）。（FeS＋Fe）为共晶体，985℃为液体。 硫的含量越高，热脆性越严重。 4.磷P：<0.0045％，有害元素，冷脆。使钢常温下其塑性和韧性急剧下降，脆性转 变温度升高，在低温时，这种现象更加严重。 5.氢H：<0.0001％，有害元素，氢脆，白点。过多的氢分子会导致钢的开裂。 总之，杂质元素对钢材的性能与质量影响很大，必须严格控制在所规定的范围内。 碳素钢分如下三类： （1）普通碳素结构钢： 新：Q235A（F、b、Z）、σs≥235MPa。 旧：甲类钢：A1、A2、A3、???A7满足机械性能要求的。 乙类钢：B1、B2、B3、???.B7满足化学性能要求的。 特类钢：C2、C3、??..C5满足机械和化学性能要求的。 通常用于制造型材、螺钉、铁钉、铁丝、建筑材料等。 （2）优质碳素结构钢： 普通含锰量钢：0.25～0.8％Mn。 较高含锰量钢：0.70～1.20％Mn。 举例：45： 0.45％C左右、 0.50～0.80％Mn左右。 45Mn ： 0.45％C左右、 0.70～1.00％Mn左右。 常用于齿轮、主轴、连杆→45。 弹簧、板簧、发条→65、65Mn。 15