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文档简介

1、 职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库金属材料与热处理课程铁碳合金的基本组织主讲教师：张 琳西安航空职业技术学院铁碳合金的基本组织铁和碳形成的合金在液态时可以无限互溶；在固态时由于含碳量和温度的不同，碳可以溶于铁中形成固溶体，也可以与铁形成金属化合物，或者形固溶体与金属化合物组成的机械混合物。因此，铁碳合金固态时的基本组织有以下几种：一、铁素体铁素体是碳溶解在-Fe中形成的间隙固溶体，用符号F表示。铁素体仍保持-Fe的体心立方晶格，而碳原子处于-Fe的的晶格间隙中。由于体心立方晶格的间隙小，因此其溶解碳量极微。碳在-Fe中的最大溶碳量只有0.0218%（727），室温时的溶解度只有0.00

2、08%，因此铁素体室温时的性能与纯铁相似，强度、硬度低，塑性和韧性好。显微镜下观察，铁素体呈灰色并有明显大小不一的颗粒形状, 晶界曲折，如图1示。图1 铁素体的显微组织二、奥氏体奥氏体是碳溶解在-Fe中形成的间隙固溶体, 用符号A表示。奥氏体仍保持-Fe的面心立方晶格,碳原子也处于-Fe的的晶格间隙中。由于面心立方晶格的间隙较大，因此溶碳能力也较大。碳在-Fe中的最大溶碳量为2.11%（1148）。奥氏体是铁碳合金高温固态时的单相组织，强度、硬度较低，但具有很好的塑性和韧性，所以生产中常将工件加热到具有奥氏体组织的温度进行锻造。奥氏体的显微组织与铁素体的显微组织相似，呈多边形晶粒，但晶界较铁素

3、体平直，如图2所示。图2 奥氏体的显微组织三、渗碳体渗碳体是铁和碳形成的一种具有复杂晶格的金属化合物，用化学式Fe3C表示。渗碳体是钢和铸铁中常见的固相。渗碳体的含碳量为6.69%，硬度很高（约1000HV），但极脆，塑性、韧性几乎为零。渗碳体在铁碳合金中常以片状、球状、网状等形式与其他相共存，它是钢中的主要强化相，其形状、大小、数量和分布对钢的性能有很大影响。渗碳体在一定的条件下，能分解成单质铁和单质石墨：Fe3C3 Fe+G（石墨）。这一特性是对铸铁进行石墨化的依据。四、珠光体珠光体是铁碳合金在727发生共析转变的产物，是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物，用符号P表示。珠光体的平均含碳量为

4、0.77%，在727以下温度范围内存在，性能介于铁素体和渗碳体之间，强度比铁素体高，脆性比渗碳体低，具有较好的综合力学性能，它是钢的主要组织。显微镜观察，珠光体呈层片状特征，表面具有珍珠光泽，因此得名，如图3所示。图3 珠光体的显微组织五、莱氏体莱氏体是含碳量为4.3%的铁碳合金在1148发生共晶转变的产物，是由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物，用符号Ld表示，又叫作高温莱氏体，如图4所示。具有莱氏体组织的合金继续冷却到727时，其中的奥氏体发生共析转变生成珠光体，故室温时的组织是由珠光体和渗碳体组成的机械混合物，叫作低温莱氏体（又叫变态莱氏体），用符号Ld表示。无论是高温莱氏体还是低温莱氏体，由于其基体相都为渗碳体，因此硬

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