鐵碳合金的相圖的詳細重點講解

1、n鐵碳合金鐵碳合金碳鋼碳鋼和和鑄鐵鑄鐵，是工業(yè)應用最廣的合金。，是工業(yè)應用最廣的合金。n含碳量為含碳量為0.0218% 2.11%的稱的稱鋼鋼n含碳量為含碳量為 2.11% 6.69%的稱的稱鑄鐵鑄鐵。n鐵和碳可形成一系列穩(wěn)定化合物：鐵和碳可形成一系列穩(wěn)定化合物： Fe3C、 Fe2C、 FeC，都可作為，都可作為純組元看待。純組元看待。n含碳量大于含碳量大于Fe3C成分（成分（6.69%）時，合金太脆，已無實用價值。）時，合金太脆，已無實用價值。一、鐵碳合金的基本組織一、鐵碳合金的基本組織n是體心立方間隙固溶體。鐵素體的溶碳能力很低是體心立方間隙固溶體。鐵素體的溶碳能力很低,在在727時時最

2、大為最大為0.0218%，室溫下僅為，室溫下僅為0.0008%。n鐵素體的組織為多邊形晶粒，鐵素體的組織為多邊形晶粒，性能與純鐵相似。性能與純鐵相似。鐵素體鐵素體l 組元：組元：Fe、 Fe3Cl 相相l(xiāng) 鐵素體：鐵素體：l碳在碳在 -Fe中的固溶體稱中的固溶體稱鐵素鐵素體體, 用用F 或或 表示。表示。 鐵素體組織金相圖鐵素體組織金相圖n 奧氏體奧氏體:n碳在碳在 -Fe中的固溶體稱中的固溶體稱奧氏體奧氏體。用。用A或或 表示。表示。n是面心立方晶格的間隙固溶體。溶碳能力比鐵素體大，是面心立方晶格的間隙固溶體。溶碳能力比鐵素體大，1148時最大為時最大為2.11%。727 時為時為0.77%

3、l組織為不規(guī)則多面體晶粒，組織為不規(guī)則多面體晶粒，晶界較直。晶界較直。強度低、塑性強度低、塑性好好，鋼材熱加工都在鋼材熱加工都在 區(qū)區(qū)進行進行.l碳鋼室溫組織中無奧氏體。碳鋼室溫組織中無奧氏體。奧氏體奧氏體 奧氏體組織金相圖奧氏體組織金相圖n 滲碳體：滲碳體：即即Fe3C, 含碳含碳6.69%, 用用Fe3C或或Cm表示。表示。nFe3C硬度高、強度低硬度高、強度低( b 35MPa), 脆性大脆性大, 塑性幾乎為零塑性幾乎為零lFe3C是一個亞穩(wěn)相，在一定是一個亞穩(wěn)相，在一定條件下可發(fā)生分解：條件下可發(fā)生分解：Fe3C3Fe+C(石墨石墨), 該反應該反應對鑄鐵有重要意義。對鑄鐵有重要意義。

4、l由于碳在由于碳在 -Fe中的溶解度很中的溶解度很小，因而小，因而常溫下碳在鐵碳合常溫下碳在鐵碳合金中主要以金中主要以Fe3C或或石墨石墨的形的形式存在。式存在。 鑄鐵中的石墨鑄鐵中的石墨鋼中的滲碳體鋼中的滲碳體滲碳體組織金相圖滲碳體組織金相圖n珠光體：珠光體：鐵素體鐵素體與與Fe3C的機械混合物的機械混合物，用，用P表示。表示。l珠光體的組織特點是兩相珠光體的組織特點是兩相呈片層相間分布呈片層相間分布,性能介性能介于兩相之間。于兩相之間。珠光體珠光體珠光體珠光體 ( P )n萊氏體：萊氏體： 與與Fe3C的機械混合物的機械混合物n高溫萊氏體高溫萊氏體：727 以上，奧氏體與滲碳體，以以上，奧

5、氏體與滲碳體，以Le表示表示n低溫萊氏體：低溫萊氏體：727 以下，珠光體與滲碳體，以以下，珠光體與滲碳體，以Le表示表示n為蜂窩狀為蜂窩狀, 以以Fe3C為基，性能硬而脆。為基，性能硬而脆。萊氏體萊氏體萊氏體萊氏體 ( Ld )相圖的建立相圖的建立名稱名稱A金屬金屬B金屬金屬熔點熔點高高低低合金合金1100%0%合金合金290%10%合金合金380%20%.合金合金920%80%合金合金1010%90%合金合金110%100%熱熱 分分 析析 法法時間時間溫度90 705030AB溫度A溫度溫度abab : 液相線液相線ab : 固相線固相線LL + SSL : 液相區(qū)液相區(qū)S : 固相區(qū)固

6、相區(qū)L+S:液固共存區(qū)液固共存區(qū)AB溫度鐵碳合金相圖鐵碳合金相圖是研究是研究鐵碳合金最基本的鐵碳合金最基本的工工具具，是研究碳鋼和鑄是研究碳鋼和鑄鐵的成分、溫度、組鐵的成分、溫度、組織及性能之間關(guān)系的織及性能之間關(guān)系的理論基礎理論基礎,是制定熱是制定熱加工、熱處理、冶煉加工、熱處理、冶煉和鑄造等工藝和鑄造等工藝依據(jù)依據(jù).二、鐵碳合金狀態(tài)圖二、鐵碳合金狀態(tài)圖n含碳量大于含碳量大于Fe3C成分（成分（6.69%）時，合金太脆，）時，合金太脆，已無實用價值。已無實用價值。n實際所討論的鐵碳合金相圖是實際所討論的鐵碳合金相圖是Fe- Fe3C相圖相圖。FeFe3CFe2C FeCCC%(at%) Fe

7、 - Fe3C 相圖相圖FeTFe3Cn五個重要的成份點五個重要的成份點: P、S、E、C、K。n四條重要的線四條重要的線: EF、ES、GS、FK。n三個重要轉(zhuǎn)變?nèi)齻€重要轉(zhuǎn)變: 包晶轉(zhuǎn)變、共晶轉(zhuǎn)變、共包晶轉(zhuǎn)變、共晶轉(zhuǎn)變、共析轉(zhuǎn)變。析轉(zhuǎn)變。n二個重要溫度二個重要溫度: 1148 、727 。 Fe - Fe3C 相圖相圖ACDEFGSPQ1148727LAL+AL+ Fe3C4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%CFe Fe3C T( A+Fe3C )LdLd+Fe3CA+Ld+Fe3CFA+FA+ Fe3C( F+ Fe3C )PP+F0.77%CP+Fe3CLdLd+Fe3CP+

8、Ld+Fe3CK( P+Fe3C )n 特征點特征點 LJNGAA +Fe3CP +Fe3CL+Fe3CL+AF +A n 特征線特征線n 液相線液相線ACD， 固相線固相線AECF n 水平線：水平線：nECF：共晶線：共晶線LC E+Fe3Cn共晶產(chǎn)物是共晶產(chǎn)物是A與與Fe3C的機械混合的機械混合物，稱作物，稱作萊氏體萊氏體, 用用Le表示。為表示。為蜂窩狀蜂窩狀, 以以Fe3C為基，性能硬而為基，性能硬而脆。脆。萊氏體萊氏體（二）鐵碳合金的組織轉(zhuǎn)變（二）鐵碳合金的組織轉(zhuǎn)變n工業(yè)純鐵工業(yè)純鐵 ( ingot iron )n共析鋼共析鋼 ( eutectoid steel )n亞共析鋼亞共析

9、鋼 ( hypoeutectoid steel )n過共析鋼過共析鋼 ( hypereutectoid steel )n共晶白口鐵共晶白口鐵 ( eutectoid white iron )n亞共晶白口鐵亞共晶白口鐵( hypoeutectoid white iron )n過共晶白口鐵過共晶白口鐵( hypereutectoid white iron )1.工業(yè)純鐵工業(yè)純鐵 ( Wc 0.0218% ) 工業(yè)純鐵組織金相圖工業(yè)純鐵組織金相圖2. 共析鋼共析鋼 ( Wc = 0.77% ) 共析鋼組織金相圖共析鋼組織金相圖3.亞共析鋼亞共析鋼 ( Wc = 0.45% ) 亞共析鋼組織金相圖亞共

10、析鋼組織金相圖4.過共析鋼過共析鋼 ( Wc = 1.2% ) 過共析鋼組織金相圖過共析鋼組織金相圖5.共晶白口鐵共晶白口鐵 ( Wc = 4.3% ) 共晶白口鐵組織金相圖共晶白口鐵組織金相圖6.亞共晶白口鐵亞共晶白口鐵 ( Wc = 3.0% ) 亞共晶白口鐵組織金相圖亞共晶白口鐵組織金相圖7.過共晶白口鐵過共晶白口鐵 ( Wc = 5.0% ) 過共晶白口鐵組織金相圖過共晶白口鐵組織金相圖Fe - Fe3C 相圖的應用相圖的應用選擇材料方面的應用選擇材料方面的應用制定熱加工工藝方面的應用制定熱加工工藝方面的應用一一. .選擇材料方面的應用選擇材料方面的應用1. 分析零件的工作條件分析零件的工作條件, , 根據(jù)鐵碳合金根據(jù)鐵碳合金 成分、組織、性能之間的變化規(guī)律進成分、組織、性能之間的變化規(guī)律進 行選擇材料。行選擇材料。2. 根據(jù)鐵碳合金成分、組織、性能之間根據(jù)鐵碳合金成分、組織、