铁碳合金相图

null2.铁碳合金及其性能2.铁碳合金及其性能a. Fe-Fe3C相图 碳钢和铸铁是最为广泛使用的金属材料，铁碳相图是研究钢铁材料的组织和性能及其热加工和热处理工艺的重要工具。2.铁碳合金组织和性能 2.铁碳合金组织和性能 一、 碳在钢铁中的四种存在形式： 1. 固溶体： （1）铁的同素异构转变770℃，α-Fe由顺磁性转变为铁磁性(A2) 230 ℃,Fe3c由顺磁性转变为铁磁性(A0) null（2）铁素体和奥氏体 铁素体：碳与α-Fe形成的间隙固溶体。(F/α) 奥氏体：碳与γ-Fe形成的间隙固溶体，高温组织。(A/γ) 2.铁碳合金及其性能null 2.渗碳体：铁与碳形成的金属化合物。 (Fe3C) 3.石墨： Fe3C 3Fe+C2.铁碳合金及其性能2.铁碳合金组织和性能2.铁碳合金组织和性能1、铁素体（F）：碳与α-Fe形成的间隙固溶体。 性能---强度和硬度低，塑性和韧性好。 2、奥氏体（A）：碳与γ-Fe形成的间隙固溶体。高温组织，在大于727℃时存在。 性能---塑性好，强度和硬度高于F。在锻造、轧制时常要加热到A，可提高塑性，易于加工。2.铁碳合金组织和性能2.铁碳合金组织和性能3、渗碳体（ Fe3C ）：铁与碳形成的金属化合物。 性能---硬度高，脆性大，塑性、韧性几乎为零 4、珠光体（ P ）：F与Fe3C组成的机械混合物。 性能---力学性能介于两者之间。 3、渗碳体（ Fe3C ）：3、渗碳体（ Fe3C ）： 渗碳体有不同的形态: 一次渗碳体是由液态直接析出的渗碳体，呈白色长条状； 二次渗碳体是从奥氏体中析出的渗碳体，呈网状分布， 三次渗碳体是从铁素体中析出的渗碳体，沿晶界呈小片状，共晶渗碳体在莱氏体中为连续基体，共析渗碳体是同铁素体交替形成呈交替片状。2.铁碳合金组织和性能2.铁碳合金组织和性能5、莱氏体（ Ld ）：A与Fe3C组成的机械混合物。 性能---硬度高，塑性差。 6、低温莱氏体/变态莱氏体(Ld’)：P与Fe3C组成的机械混合物。null Fe-Fe3C相图点：16个。 线：两条磁性转变线； 三条等温转变线； 其余三条线：GS,ES,PQ。 区：5个单相区， 7个两相区， 3个三相区。 相图标注：相组成物标注的相图。 组织组成物标注的相图。nullnullnull null点： 1）J为包晶点 合金在平衡结晶过程中冷却到1495℃时，点成分的L与H点成分的δ发生包晶反应，生成J点成分的A。 null点： 2）C点为共晶点 合金在平衡结晶过程中冷却到1148℃时，C点成分的L发生共晶反应，生成E点成分的A和Fe3C。 共晶反应的产物是奥氏体与渗碳体的共晶混合物，称莱氏体，以符号Ld示。在显微镜下莱氏体的形态是：块状或粒状A（室温时转变成珠光体）分布在渗碳体基体上。 null3）S点为共析点 合金在平衡结晶过程中冷却到727℃时，S点成分的A发生共析反应，生成P点成分的F和Fe3C。 null 共析反应产物是铁素体与渗碳体的共析混合物，称珠光体，以符号P表示。在显微镜下珠光体的形态呈片状。在放大倍数很高时，可清楚看到相间分布的渗碳体片（窄条）与铁素体（宽条）。null3）两条磁性转变线： MO---铁素体的磁性转变线 过230 ℃的虚线---渗碳体的磁性转变线线：液相线ABCD，固相线AHJECF。null4）三条水平线 HJB---包晶转变线 ECF---共晶转变线 PSK---共析转变线nullnull（1）包晶转变线HJB：1495 ℃ ， LB+δH——AJ     （2）共晶转变线ECF L4.3—— A2.11+Fe3C（共晶渗碳体） Le4.3 高温莱氏体 （3）共析转变线PSK——A1线 AS——FP+Fe3C（共析渗碳体） A0.77—— F0.0218+Fe3C——P（珠光体）null区： 1）五个基本相区： ABCD以上---液相区 AHNA---δ NJESGN---A（γ） GPQG---F（α） DFKL--- Fe3C七个两相区七个两相区1. L+δ 2. L+γ 3.L+ Fe3C 4. δ+γ 5.α+γ 6.γ+ Fe3C 7.α+ Fe3C. null三个三相区三个三相区三条水平线，三条恒温转变线： :HJB线、ECF线和PSK线. null ① HJB线—发生包晶转变， 温度为1495℃，转变产物为奥氏体。 即： L0.53+δ0.09=A0.17 null② ECF线—发生共晶转变，温度为1148℃，转变产物为奥氏体和渗碳体的机械混合物,称为莱氏体，用符号“Le”表示。 L4.3= A2.11+Fe3C null③ PSK线—发生共析转变，温度为727℃，转变产物为铁素 体和渗碳体的机械混合物，称为珠光体，以符号 “P”表示。 A0.77= F0.0218+ Fe3Cnull3．三条重要固态转变线:① GS线（A3 ）：A开始析出铁素体F（降温时）的温度线，或者F全部全部溶于A（升温时）的温度线。 ② ES线（Acm）：碳在A中的溶解度曲线。低于此温度奥氏体中就将析出渗碳体，称二次渗碳体。 null3．三条重要固态转变线: ③ PQ线：碳在F中的溶解度线，727℃，碳在铁素体中有最大溶解度为0.0218%，而冷却时就会有渗碳体析出。null b.铁碳合金及平衡组织1.铁碳合金null 2.铁碳合金的平衡结晶 null（1）工业纯铁（C%≤0.0218%） L—L+A—A—A+F ——F—F+Fe3CIII 相组成物： Fe3C  C%=6.69%        F C%<0.0008% 相相对量： F%= Fe3C 组织组成物：F（等轴晶） 和Fe3CIII（小片状）23451nullnull（2）共析钢 C%=0.77%123-3‘null片间距S0S0FFe3C500×800×null（3）亚共析钢 0.0218%