最全的铁碳相图

1、最全的铁碳相图首先，想要了解铁碳合金、铁碳相图，则需要一些准备知识，比如合金、相、 组元成分的概念等，基本如下：合金：一种金属元素与另外一种或几种元素，通过熔化或其他方法结合而成的 具有金属特性的物质。相：合金中同一化学成分、同一聚集状态，并以界面相互分开的各个均匀组成 部分。固溶体：是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中， 而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体 两种。固溶强化：由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固 溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。金属化合物：合金的组元间以一定比例发生相互作用儿生成的一种

2、新相，通常 能以化学式表示其组成。铁碳合金相图实际上是 Fe-Fe 3c相图，铁碳合金的基本组元也应该是纯铁和 FesCo铁存在着同素异晶转变，即在固态下有不同的结构。不同结构的铁与碳可以 形成不同的固溶体，Fe Fe3c相图上的固溶体都是间隙固溶体。由于o-Fe和Fe晶格中的孔隙特点不同，因而两者的溶碳能力也不同。在铁碳合金中一共有三个相，即铁素体、奥氏体和渗碳体。1 .铁素体铁素体是碳在 %Fe中的间隙固溶体，用符号 “F或（口我示，体心立方晶格；虽 然BCC的间隙总体积较大，但单个间隙体积较小，所以它的溶碳量很小，最多只有 0.0218%（727 C时），室温时几乎为0,因此铁素体的性能

3、与纯铁相似，硬度低而塑 性高，并有铁磁性。S =30%50%, Aku=128160J ,的=180280MPa , 5080HBS.铁素体的显微组织与纯铁相同，用4%硝酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下呈现明 亮的多边形等轴晶粒，在亚共析钢中铁素体呈白色块状分布，但当含碳量接近共析成 分时,铁素体因量少而呈断续的网状分布在珠光体的周围。2 .奥氏体奥氏体是碳在rFe中的间隙固溶体，用符号 “川或(丫表示，面心立方晶格；虽 然FCC的间隙总体积较小，但单个间隙体积较大，所以它的溶碳量较大，最多有 2.11%(1148 C时)，727 c时为 0.77%。在一般情况下，奥氏体是一种高温组织，稳定存在的

4、温度范围为7271394 C, 故奥氏体的硬度低，塑性较高，通常在对钢铁材料进行热变形加工，如锻造，热轧等时， 都应将其加热成奥氏体状态，所谓趁热打铁”正是这个意思。ob=400MPa , 170-220HBS , S =40%50%.另外，奥氏体还有一个重要的性能，就是它具有顺磁性，可用于要求不受磁场的 零件或部件。奥氏体的组织与铁素体相似，但晶界较为平直，且常有季晶存在。3 .渗碳体渗碳体是铁和碳形成的具有复杂结构的金属化合物， 用化学分子式“FeC表示。 它的碳质量分数 Wc=6.69% ,熔点为1227 c，质硬而脆，耐腐蚀。用4%硝酸酒精溶 液浸蚀后，在显微镜下呈白色，如果用 4%苦

5、味酸溶液浸蚀，渗碳体呈暗黑色。渗碳体是钢中的强化相，根据生成条件不同渗碳体有条状、网状、片状、粒状 等形态，它们的大小、数量、分布对铁碳合金性能有很大影响.总结：在铁碳合金中一共有三个相，即铁素体、奥氏体和渗碳体。但奥氏体一般仅存 在于高温下，所以室温下所有的铁碳合金中只有两个相，就是铁素体和渗碳体。由 于铁素体中的含碳量非常少，所以可以认为铁碳合金中的碳绝大部分存在于渗碳体 中。这一点是十分重要的.铁和碳可以形成一系列化合物，如Fe3C, Fe2C, FeC等，有实用意义并被深入研究白只是Fe-Fe3c部分，通常称其为Fe-Fe3c相图，此时相图白组元为Fe和 Fe3Co由于实际使用的铁碳合

6、金其含碳量多在 5%以下，因此成分轴从06.69%。所 谓的铁碳合金相图实际上就是 Fe- Fe3c相图。铁碳相图上的合金，按成分可分为三类：(1)工业纯铁(<0.0218% C ),其显微组织为铁素体晶粒， 工业上很少应用。(2)碳钢(0.0218%-2.11%C ),其特点是高温组织为单相 A,易于变形，碳 钢又分为亚共析钢(0.0218%-0.77%C )、共析钢(0.77%C)和过共析钢 (0.77%-2.11%C )。(3)白口铸铁(2.11%-6.69%C ),其特点是铸造性能好，但硬而脆，白口铸 铁又分为亚共晶白口铸铁(2.11%-4.3%C )、共晶白口铸铁(4.3%C)

7、和过共晶白 口铸铁(4.3%6.69%C )1400U001000SOO 的口4002000. 02130.772. H4.3工业锚嵌 钢白口耨铁Fc 12345相图分析Fe Fe3c相图看起 来比较复杂，但它仍然是由一些基本相图组成的，我们可 以将FeFe3c相图分成上下两个部分来分析共晶转变在1148 C、4.3%C的液相发生共晶转变：Lc(AE+Fe3C),转变的产物称为莱 氏体，用符号Ld表示。存在于1148 C727 C之间的莱氏体称为高温莱氏体，用符号Ld表示，组织由奥氏体和渗碳体组成；存在于727 c以下的莱氏体称为变态莱氏体或称低温莱氏体， 用符号Ld维示，组织由渗碳体和珠光体

8、组成。低温莱氏体是由珠光体，Fe3Cn和共晶Fe3c组成的机械混合物。经 4%硝酸 酒精溶液浸蚀后在显微镜下观察，其中珠光体呈黑色颗粒状或短棒状分布在Fe3c基体上，Fe3Cn和共晶Fe3c交织在一起，一般无法分辨。共析转变在727 C、0.77%的奥氏体发生共析转变：AS(F+Fe 3C),转变的产物称为珠光 体。共析转变与共晶转变的区别是转变物是固体而非液体。特征点相图中应该掌握的特征点有： A、D、E、C、G(A3点)、S(Ai点)，它们的含义 一定要搞清楚。根据相图分析如下点：p .-SC4.26I 1148C4.30*1：叩(实线) 莱氏体"石墨(实线)7 何 1SD.77

9、r7275(X)i-珠光体ot+iqcC 实战)口十打墨(宴找)30011i111J01,02,03.04.05.06.06.69叫：(%)7JM奥氏泳区；a/?=铁素体区L液相区 Fe兑/Cm法碳住区.3固涔体区相图中重要的点(14个)：1.组元的熔点：A (0 , 1538)铁的熔点；D (6.69 , 1227) Fe 3c的熔点2.同素异构转变点：N(0, 1394) -Fe TFe; G(0, 912) -Fe 肝e3.碳在铁中最大溶解度点P(0.0218,727),碳在a-Fe中的最大溶解度E(2.11,1148),碳在rFe中的最大溶解度H (0.09,1495),碳在&

10、Fe中的最大溶解度Q(0.0008,RT),室温下碳在a-Fe中的溶解度三相共存点：S(共析点,0.77,727),(A+F +Fe3C)C(共晶点,4.3,1148),( A+L +Fe3C)J(包晶点,0.17,1495),(S + A+L )其它点B(0.53,1495),发生包晶反应时液相的成分F(6.69,1148 ),渗碳体K(6.69,727 ),渗碳体特性线相图中的一些线应该掌握的线有：ECF线，PSK线(Ai线)，GS线(A3线)，ES线(ACM线)。水平线ECF为共晶反应线碳质量分数在2.11%6.69%之间的铁碳合金，在平衡结晶过程中均发生共晶 反应。水平线PSK为共析反

11、应线碳质量分数为0.0218%6.69%的铁碳合金，在平衡结晶过程中均发生共析反 应。PSK线亦称A1线GS线是合金冷却时自A中开始析出F的临界温度线，通常称A3线。ES线是碳在A中的固溶线，通常叫做Acm线.由于在1148 c时A中溶碳量最 大可达2.11%,而在727 c时仅为0.77%,因此碳质量分数大于0.77%的铁碳合金 自1148 c冷至727 C的过程中，将从A中析出Fe3C.析出的渗碳体称为二次渗碳体 (Fe3CII)。Acm线亦为从A中开始析出Fe3CII的临界温度线.PQ线是碳在F中固溶线在727 c时F中溶碳量最大可达0.0218%,室温时仅为0.0008%,因此碳质量 分数大于0.0008%的铁碳合金自727 c冷至室温的过程中，将从 F中析