第三章铁碳合金状态图

1、第一节第一节 铁碳合金的基本组织铁碳合金的基本组织铁碳合金状态图是表示在平衡状态下，不同铁碳合金状态图是表示在平衡状态下，不同成分的铁碳合金，在不同温度时所具有的状态或成分的铁碳合金，在不同温度时所具有的状态或组织的一种图形。组织的一种图形。一、铁素体一、铁素体（F F）铁素体是碳溶于铁素体是碳溶于-Fe中所形成的间隙固溶体，中所形成的间隙固溶体，体心立方晶格。体心立方晶格。其性能是强度、硬度很低，塑性、韧性好。其性能是强度、硬度很低，塑性、韧性好。显微组织是明亮的多边形晶粒。显微组织是明亮的多边形晶粒。二、奥氏体二、奥氏体（A A）奥氏体是碳溶于奥氏体是碳溶于-Fe中所形成的间隙固溶体，中所

2、形成的间隙固溶体，面心立方晶格。面心立方晶格。 其强度和硬度比铁素体高，塑性、韧性也好。其强度和硬度比铁素体高，塑性、韧性也好。 其晶粒呈多边形，晶界较铁素体平直。其晶粒呈多边形，晶界较铁素体平直。三、渗碳体三、渗碳体（FeFe3 3C C）渗碳体是铁与碳形成的金属化合物，碳含渗碳体是铁与碳形成的金属化合物，碳含量是量是6.696.69，具有复杂的晶体结构。具有复杂的晶体结构。 其硬度很高，塑性和韧性很差，其硬度很高，塑性和韧性很差，、A Ak k接近接近于零，脆性很大。于零，脆性很大。四、珠光体四、珠光体（P P）珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。

3、合物。铁素体与渗碳体片层状交替排列，平均碳含量铁素体与渗碳体片层状交替排列，平均碳含量为为0.77。 性能介于铁素体和渗碳体之间，强度较高，性能介于铁素体和渗碳体之间，强度较高，硬度适中，有一定的塑性。硬度适中，有一定的塑性。五、莱氏体（高温莱实体五、莱氏体（高温莱实体l ld d，变态莱氏体，变态莱氏体l ldd）莱氏体是由奥氏体和渗碳体组成的机械混合莱氏体是由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物物, ,平均碳含量平均碳含量4.34.3。存在于存在于11481148727727的莱氏体称为高温莱氏体的莱氏体称为高温莱氏体(Ld);(Ld);存在于存在于727727以下的莱氏体称为变态莱氏体以下的莱

4、氏体称为变态莱氏体（ldld），它是由渗碳体基体与珠光体组成。），它是由渗碳体基体与珠光体组成。莱氏体的力学性能与渗莱氏体的力学性能与渗碳体相近硬度很高、塑性碳体相近硬度很高、塑性很差。很差。第二节第二节 铁碳合金状态图分析铁碳合金状态图分析一、简化的一、简化的Fe-Fe3CFe-Fe3C状态图特征状态图特征图中温度为纵坐标，碳的质量分数为横坐图中温度为纵坐标，碳的质量分数为横坐标，其左端点是纯铁标，其左端点是纯铁(Wc(Wc0)0)；右端点是；右端点是Fe3C(Wc=6.69%)Fe3C(Wc=6.69%)。横坐标上的任何一横坐标上的任何一点点,均代表了一种成分均代表了一种成分的铁碳合金。图

5、中的的铁碳合金。图中的任何一点，表明了某任何一点，表明了某一成分的铁碳合金在一成分的铁碳合金在一定温度下所具有的一定温度下所具有的状态或组织。状态或组织。1 1Fe-FeFe-Fe3 3C C状态图的特性点状态图的特性点（1 1）A A点点纯铁的熔点纯铁的熔点（2 2）G G点点纯铁的同纯铁的同素异晶转变点素异晶转变点（3 3）Q Q点点600600时时碳在碳在-Fe-Fe中的溶解度，中的溶解度，WcWc0.00570.0057（4 4）D D点渗碳体点渗碳体熔点熔点（5 5）C C点共晶点点共晶点LcLd(AE+Fe3C)（6 6）E E点碳在点碳在-FeFe中的最大溶解度中的最大溶解度（7

6、 7）S S点点 共析点共析点AcP(Fp+Fe3C)（8 8）P P点碳在点碳在-FeFe中的最大溶解度中的最大溶解度2 2Fe-FeFe-Fe3 3C C状态图的特性线状态图的特性线（1 1）ACDACD线液相线线液相线（2 2）AECFAECF线固相线线固相线（3 3）ECFECF水平线共晶线水平线共晶线（4 4）ESES线又称线又称A ACmCm线线是碳在奥氏体中的是碳在奥氏体中的溶解度曲线。溶解度曲线。（5 5）GSGS线又称线又称A A3 3线线由奥氏体中析出铁由奥氏体中析出铁素体的开视线；也是铁素体的开视线；也是铁素体转变为奥氏体的终素体转变为奥氏体的终了线。了线。（6 6）PS

7、KPSK水平线共析线又称水平线共析线又称A A1 1线线（7 7）GPGP线奥氏体析出线奥氏体析出铁素体的终了线；也是铁铁素体的终了线；也是铁素体转变为奥氏体的开始素体转变为奥氏体的开始线线（8 8）PQPQ线碳在铁素体线碳在铁素体中的溶解度曲线中的溶解度曲线 3 3Fe-FeFe-Fe3 3C C状态图中的相区状态图中的相区单相区单相区（1 1）ACDACD线以上区域线以上区域液相区液相区（2 2）AESGAESG区奥氏体区奥氏体区（区（A A）（3 3）GPQGPQ区铁素体区区铁素体区（F F）（4 4）DFKDFK线渗碳体线线渗碳体线（FeFe3 3C C） 两相区：两相区：（5 5）ACEACE区区液相和奥氏体区（液相和奥氏体区（L+A)L+A)（6 6）CDFCDF区区液相和渗碳体区（液相和渗碳体区（L+FeL+Fe3 3C C）（7 7）EFKSEFKS区区奥氏体和渗碳体区（奥