铁碳合金平衡结晶过程及其成分

1、铁碳合金中的组元钢与铁的区别Fe-C与Fe-Fe3C相图的区别纯铁纯铁铁是过渡族元素;熔点：1538;密度：7.87 g /cm3;有三种同素异构转变-Fe-Fe-Fe性能特点C-Fe3CC-Fe3C渗碳体的性能：b=30MPa；=0；=0；AK=0；HB=800硬而脆Fe3C渗碳体CEMENTITE的晶体结构Fe3C：铁与碳的一种具有复杂结构的间隙化合物，通常称为渗碳体。铁碳合金中的相铁碳合金中的相液相L：铁与碳的液溶体。固相：C溶入Fe中的固溶体 、金属化合物Fe3C。相相 相：Fe3C相：是一种具有复杂结构的间隙化合物。性能硬而脆。渗碳体根据生成条件不同有条状、网状、片状、粒状等形态，对

2、铁碳合金的力学性能有重大影响。在一定条件下，能分解。铁碳合金相图分析铁碳合金相图分析铁碳合金的组元：Fe、 Fe3C C铁碳合金中的相液相L、 相、 相、 相、 Fe3C相三个重要的点：共晶EUTECTIC点C共析EUTECTOID点S包晶PERITECTIC点J铁碳合金相图中重要的线：液相线ABCD，固相线AHJECF水平线HJB水平线ECF水平线PSKGS线、ES线、PQ线包晶点J和包晶线HJB包晶点J和包晶线HJB温度： 1495；成分：0.17%C。包晶反响LB+ H AJ 即 L0.53+ 0.09A0.17水平线HJB为包晶反响线。共晶点C和共晶线ECF共晶点C和共晶线ECF温度：

3、 1148；成分：4.3%C。共晶反响LC AE+ Fe3C 即 L4.3 A2.11+ Fe3CL4.3 Ld莱氏体中的渗碳体称共晶渗碳体。 莱氏体的形态：块状或粒状奥氏体分布在渗碳体基体上。莱氏体的性能：硬而脆。水平线ECF为共晶反响线。共析点S和共析线PSK共析点S和共析线PSK温度： 727；成分：0.77%。共析反响：AS FP+ Fe3C 即 A0.77 F 0.0218 + Fe3C珠光体中的渗碳体称共析渗碳体。在显微镜下珠光体的形态呈层片状。在放大倍数很高时，可清楚看到相间分布的渗碳体片(窄条与铁素体片(宽条)。水平线PSK为共析反响线。PSK线亦称A1线。GS、ES、PQ线的

4、含义GS、ES、PQ线的含义GS:相图中的GS线是合金冷却时自A奥氏体中开始析出F铁素体的临界温度线，通常称A3线。ES:线是碳在A奥氏体中的固溶线，通常叫做Acm线。在1148时A中溶碳量最大可达2.1l%，而在727时仅为0.77%碳含量大于0.77%的铁碳合金自1l43冷至727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 PQ:是碳在F铁素体中的固溶线。在727时F中溶碳量最大可达0.0218%，室温时仅为0.0008%。碳含量大于0.0008%的铁碳合金自727冷至室温的过程中，将从F中析出Fe3C。析出的渗碳体称为三次渗碳体(Fe3CIII)。 PQ线亦

5、为从F中开始析出Fe3CIII的临界温度线。 Fe3CIII数量极少，往往予以忽略。Fe-Fe3C相图中各点的温度、碳含量及含义Fe-Fe3C相图中各点的温度、碳含量及含义特性点温度碳含量%说明ABCDEFGHJKMNOPQS153414951148122711481148912149514957277691394769727室温72700.534.306.692.116.6900.090.176.69000.50.02180.00080.77纯铁熔点包晶反应时液态合金的碳浓度共晶点渗碳体熔点碳在-Fe中的最大溶解度共晶反应中渗碳体的成分-Fe与-Fe的同素异形转变点碳在-Fe中的最大溶解度包

6、晶点共析反应中渗碳体的成分相的磁性转变点-Fe与-Fe的同素异形转变点相的磁性转变点碳在-Fe中的最大溶解度碳在-Fe中的溶解度共析点Fe-Fe3C相图中特性线及含义特性线说明ABCDAHJECFHNJNGPGOSESPQHJBECFMOPSK230 线液相线固相线相与（ +）相区分界线也是碳在-Fe中的溶解度曲线（ +）相区与相区分界线相区与（ +）相区的分界线，也表示高于A1温度时碳在-Fe中的溶解度（ +）相区与相区分界线，也表示亚共析钢的上临界温度A3分界线，也表示碳在-Fe铁中的溶解度和过共析钢的上临界点Acm 分界线，也表示温度低于共析温度时碳在-Fe中的溶解度包晶反应平衡线共晶反

7、应平衡线-Fe磁性转变线共析反应平衡线，也表示下临界点A1Fe3C的磁性转变线A0铁碳合金的分类铁碳合金的分类总类分类名称c(%)室温平衡组织铁工业纯铁0.0218F or F+Fe3C钢亚共析钢共析钢过共析钢0.02180.770.770.772.11先共析F+PP先共析Fe3C+P铸铁亚共晶铸铁共晶铸铁过共晶铸铁2.114.304.304.306.69P+Fe3C+LdLdFe3C+ Ld典型铁碳合金的平衡结晶过程分析典型铁碳合金的平衡结晶过程分析典型铁碳合金分类工业纯铁共析钢亚共析钢过共析钢共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁过共晶白口铸铁工业纯铁的结晶过程分析工业纯铁的结晶过程分析工业纯铁(C4.3%)过共晶白口铸铁室温组织:一次渗碳体莱氏体 Fe3C1 Ld (P+ Fe3CII +Fe3C)过共晶白口铸铁铸态组织100显微组织：一次渗碳体莱氏体Fe3CI Ld铁碳 合金组织 组成物铁碳 合金组织 组成物碳对铁碳合金的影响碳对铁碳合金的影响组织性能铁碳合金成分-组织的关系铁碳合金成分-组织-性能的关系铁碳合金成分-力学性能的关系铁碳合金成分-工艺性能的关系Fe-Fe3C相图的应用选材加工铸造锻压焊接热处理总之：适合锻造：