铁碳合金的平衡组织与非综述

1、铁碳合金的平衡组织与非综述铁碳合金的平衡组织与非综述铁碳合金的平衡组织与非综述重点掌握 纯铁的同素异构转变；铁碳合金的基本组织；铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体的结构和性能特点及显微组织形貌；铁碳合金相图中各点、线、区的含义，了解成份、温度、组织、相之间的关系和变化规律，根据相图，分析各种典型成份的铁碳合金的结晶过程；铁碳合金的成份、组织及性能之间的关系；2021/4/132Fe-Fe3C相图的组元 1Fe组元 -Fe(bcc) 1394-Fe(fcc)912-Fe(bcc) (同素异构转变) 强度低、硬度低、韧性、塑性好2Fe3C组元 熔点高，硬而脆，塑性、韧性几乎为零。2021/4/

2、133 一次渗碳体： 过共晶白口铸铁在液态结晶时，从铁碳合金液相中析出的渗碳体，称为一次渗碳体。一次渗碳体是从液态中析出的，长大很少受阻，所以一般比较粗大。二次渗碳体Fe3CII 铁碳合金冷却时，从奥氏体中析出的渗碳体称为二次渗碳体。二次渗碳体一般沿奥氏体晶界析出，所以一般呈网状分布。三次渗碳体铁碳合金冷却时，从铁素体中析出的渗碳体称为三次渗碳体。由于铁素体溶碳量很低，析出三次渗碳体很少，往往可忽略不计。2021/4/134 渗碳体的鉴别渗碳体硬而脆，硬度为HBW800，（相当于HRC7275）很耐磨；无延展性，强度很低，塑性、韧性几乎为零。渗碳体在钢和铸铁中及其它相共存时，可以呈片状、粒状、

3、网状或板状。渗碳体的特点渗碳体是钢中主要强化相，它的形态、大小及分布对相的性能有很大影响。具有金属特性，定义为金属化合物。渗碳体是一种不稳定的相，在一定条件下，能分解而形成石墨状的自由碳，即Fe3C3Fe十C（石墨）这一分解过程对于研究钢和铸铁具有重大意义。 2021/4/135Fe-Fe3C相图中的相 （组织中具有特定结构及性质的单元，比如珠光体组织由铁素体及渗碳体两个相组成）1液相L2相： 高温铁素体 （C固溶到-Fe中相）3相： 铁素体F （C固溶到-Fe中相） 强度、硬度低、塑性好 （室温： C%=0.0008%, 727度：C%=0.0218%）4相、A奥氏体 （C固溶到-Fe中相）

4、 强度低，易塑性变形5Fe3C,铁的最常见碳化物，具有金属特性，属于金属化合物。2021/4/136Fe-C相图及相区2021/4/137三条水平线和三个重要点（1）包晶转变线HJB：1495摄氏度，C%=0.09-0.53% LB+H-AJ 即 L0.53+ 0.09- A0.17（2）共晶转变线ECF,1148摄氏度，C%=2.11-6.69% L4.3- A2.11+Fe3C（共晶渗碳体）（3）共析转变线PSK，727摄氏度，C%=0.0218-6.69% As-FP+Fe3C（共析渗碳体） A0.77- F0.0218+Fe3CP（珠光体） 珠光体的强度较高，塑性、韧性和硬度介于Fe3

5、C和F之间2021/4/1382液固相线 液相线ACD 固相线AECF3溶解度线 ES线 碳在A中的固溶线（饱和溶解度曲线） 1148摄氏度，2.11%； 727摄氏度,0.77%；Fe3CII型 PQ线 碳在F中的固溶线， 727摄氏度,0.0218% 室温，0.0008%，Fe3CIII型4GS线:奥氏体向铁素体转变温度线2021/4/139基于Fe-Fe3C相图的Fe-C合金分类 1工业纯铁，C%0.0218%2钢 0.0218%C% 2.11% （无莱氏体共晶体，适合热变形加工） 其中： 亚共析钢 0.0218%C%0.77% 共析钢 0.77% 过共析钢 0.77%C% 2.11%2

6、021/4/13103白口铸铁2.11%C%6.69%，且碳以渗碳体形式出现。 其中： 亚共晶白口铸铁 2.11%C%4.3% 共晶白口铸铁 4.3% 过共晶白口铸铁 4.3 %C%0.0008% F C%0.0008% （室温下的碳溶解度）2021/4/13132共析钢 C%=0.77%，冷却温度曲线及相变特征2021/4/1314共析钢转变过程：LL+AAA+PP相组成物：F和Fe3C 组织组成物 ：P（珠光体，F%+Fe3C%）2021/4/13153亚共析钢 0.0218%C%L+A-A-A+Fe3CII-A+P+Fe3CII-P+Fe3CII相组成物：F，Fe3C组织组成物：P，Fe

7、3CII2021/4/13185共晶白口铁及莱氏体（Le)（C%=4.3%）L-L+Le-Le (A+Fe3C共晶)-Le (A+Fe3C共晶+Fe3CII)-Le(P+Fe3CII+Fe3C)2021/4/1319共晶白口铁相组成物：F，Fe3C 组织组成物：Le（室温Le)2021/4/13206 亚共晶白口铸铁，2.11%C%G+AE (1154 ) 共析：As1-G+F (738 )2021/4/1325铸铁的石墨化过程铸铁组织中析出石墨的过程石墨化1两种形式 a. 按Fe-G相图从液相中或A中直接析出G。 b. 接Fe-Fe3C相图，先结晶出Fe3C，随后其在一定条件下发生分解： Fe3CFe+G2021/4/13262液态直接析出石墨的过程（需要孕育剂、或变质剂来促进形核） a. 第I阶段 过共晶成分LL+GI(1154 )AE+G（共晶）+GI (1154 ) 共晶成分LAE+G（共晶） (1154 ) 亚共晶成分LAE+G（共晶）+AE初生 b. 第II阶段析出二次石墨 AA+GII (1154738 ) c. 第三阶段共析石墨 AsFp+G（共析）（738 )2021/4/1327铸铁的组织（参