材料科学基础课件89-10

8.9铁碳相图铁与铁碳合金相

纯铁

熔点、结晶点1538℃同素异形转变1394℃和912℃磁性转变：居里点769℃

铁碳合金相：间隙式固溶体铁素体：C原子溶入体心立方晶格;727℃

-Fe0.022；1493℃

-Fe

0.09奥氏体：C原子溶入面心立方晶格的八面体间隙;1147℃

–Fe2.14化合物渗碳体：具有复杂的斜方晶格，硬度高，塑性差，具有铁磁性，居里点230℃合金渗碳体Fe-Fe3C相图分析各特性点及特性点的温度、成分和物理意义5个单相区，7个两相区ES:C在奥氏体中的溶解度曲线，Acm线E点1147℃，2.14%S点727℃，0.76%

二次渗碳体（Fe3CⅡ）PQ：C在铁素体中的溶解度曲线P点727℃，0.022%

三次渗碳体（Fe3CⅢ）GS线又叫A3线GP线1493℃时为包晶转变,HJB包晶转变线反应式：LB+

H→

J1147℃时为共晶转变,ECF共晶转变线反应式：LC→

E+Fe3C共晶体----莱氏体（Ld）727℃低温莱氏体（Ld′）727℃时为共析转变（PSK共析转变线）A1

S

→

P+Fe3C

珠光体P

铁碳合金的平衡结晶及组织变化过程铁碳合金按含碳量及组织的不同，分为三大类：工业纯铁：w(C)小于0.022%（P点）的铁碳合金，它的特点是冷却过程中不发生共析反应。钢：w(C)在0.022%（P点）~2.14%（E点）之间的铁碳合金。其特点是结晶过程中不发生共晶反应。根据室温组织的不同，又分为：共析钢：w(C)为0.76%（S点）；亚共析钢：w(C)小于0.76%；(0.09-0.16-0.53)过共析钢：w(C)大于0.76%；铸铁：w(C)在2.14%（E点）~6.69%（Fe3C）之间的铁碳合金，又称白口铁。结晶过程中发生共晶转变。分为：共晶白口铁：w(C)为4.30%（C点）；亚共晶白口铁:w(C)小于4.30%；过共晶白口铁:w(C)大于4.30%；

平衡结晶和组织变化过程工业纯铁：

合金a冷却过程中组织变化LL++++Fe3CIII

工业纯铁室温下的平衡组织为

铁素体和分布于

晶界上的Fe3CⅢ

共析钢:组织转变过程LL+

S

S+P(P+Fe3C)P(P+Fe3C)P(+Fe3C)发生了共析转变，得到珠光体组织。

珠光体组织为

铁素体和渗碳体的两相混合物利用杠杆定律可计算珠光体中

体素体和渗碳体的相对量三次渗碳体（Fe3CⅢ）室温组织为珠光体，是由交替排布的片层铁素体和渗碳体组成

亚共析钢：LL+LB+

H

LB+

H

+

J

LB

+

J

L

+

+S+P

S+P(P+Fe3C)+P

P(P+Fe3C)+P

+P+Fe3CⅢ

在中Fe3CⅢ析出少、且附在共析渗碳体上室温组织为

铁素体和珠光体P在共析反应前从奥氏体中析出的铁素体称为先共析铁素体。设c合金w（C）为0.3%，则共析反应结束后组织相对量相相对量C5先共析铁素体在奥氏体晶界上形核后，可形成沿原奥氏体晶界的网状先共析铁素体也可以沿奥氏体晶内某特定晶面生长成互相平行的片状，即魏氏组织过共析钢：组织LL+

+Fe3CⅡP+Fe3CⅡ相LL+

+Fe3C+Fe3C过共析钢：

组织相对量:设d合金的w(c)为1.0%相相对量？d4共晶白口铁

合金发生共晶反应，形成莱氏体。Ld是由奥氏体和渗碳体组成的两相混和物。经过共析转变后的莱氏体称为低温莱氏体共晶白口铁室温组织为低温莱氏体F共晶反应结束后莱氏体中两相的相对量为：

亚共晶白口铁：组织转变：L