課題四 鐵碳合金相圖

課題四鐵碳合金相圖第一頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖?第二頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖?鐵碳相圖分析鐵碳合金相圖中有四個(gè)基本相，即液相（L）、奧氏體（A）、鐵素體（F）、和滲碳體（Fe3C）它們各有其相應(yīng)的單項(xiàng)區(qū)。相圖中的特性點(diǎn)。在鐵碳合金相圖中，用字母標(biāo)出的點(diǎn)都有其特定的意義，稱作特性點(diǎn)。主要特性點(diǎn)的溫度、碳含量及含義見(jiàn)表5-1。第三頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖?鐵碳合金相圖各特性點(diǎn)表5-1

符號(hào)溫度/℃碳含量(%)含義A點(diǎn)1538℃0%純鐵的熔點(diǎn)C點(diǎn)1148℃4.30%共晶點(diǎn)Lc←→AE+Fe3CD點(diǎn)1227℃6.69%Fe3C的熔點(diǎn)E點(diǎn)1148℃2.11%碳在γ-Fe中的最大溶解度F點(diǎn)1148℃6.69%共晶生成Fe3C的成分G點(diǎn)912℃0%α-Fe←→γ-Fe同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)P點(diǎn)727℃0.0218%碳在α-Fe中的最大溶解度S點(diǎn)727℃0.77%共析點(diǎn)As→FP+Fe3C第四頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖?相圖中的特性線

ACD線為液相線。此線以上的區(qū)域是液相區(qū)，液態(tài)合金冷卻到此線溫度時(shí)，便開(kāi)始結(jié)晶.

AECF線為固相線。表示合金冷卻到此線溫度時(shí)將全部結(jié)晶成固態(tài).液相線和固相線之間所構(gòu)成的兩個(gè)區(qū)域，是由液態(tài)合金和結(jié)晶體組成的兩相區(qū)。不過(guò)這兩個(gè)區(qū)所包含的結(jié)晶體不同，液態(tài)合金沿AC線結(jié)晶出來(lái)的是奧氏體，而沿CD線結(jié)晶出來(lái)的是滲碳體。由液態(tài)合金直接析出的滲碳體稱為一次滲碳體（Fe3CⅠ）．第五頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五

課題四鐵碳合金相圖?相圖中的特性線

ECF水平線為共晶反應(yīng)線C點(diǎn)為共晶點(diǎn)。合金在平衡結(jié)晶過(guò)程中冷卻到1148℃時(shí)，C點(diǎn)成分的液相發(fā)生共晶反應(yīng)，生成E點(diǎn)成分的奧氏體和Fe3C。共晶反應(yīng)的產(chǎn)物是奧氏體與滲碳體的共晶混和物，稱萊氏體，以符號(hào)Ld表示。PSK水平線為共析反應(yīng)線S點(diǎn)為共析點(diǎn)。合金在平衡結(jié)晶過(guò)程中冷卻到727℃時(shí)，S點(diǎn)成分的奧氏體發(fā)生共析反應(yīng)，生成P點(diǎn)成分的鐵素體和Fe3C。共析反應(yīng)在恒溫下進(jìn)行，反應(yīng)過(guò)程中，奧氏體、鐵素體、Fe3C三相共存。共析反應(yīng)的產(chǎn)物是鐵素體與滲碳體的共析混合物，稱珠光體，以符號(hào)P表示。第六頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五

課題四鐵碳合金相圖?

GS線是合金冷卻時(shí)自?shī)W氏體中開(kāi)始析出鐵素體的臨界溫度線，通常稱A3線。奧氏體之所以轉(zhuǎn)變成鐵素體是γ-Fe→α-Fe同素異晶轉(zhuǎn)變的結(jié)果。

?ES線是碳在奧氏體中的固溶線，通常叫做Acm線。由于在1148℃時(shí)A中溶碳量最大可達(dá)2.11%，而在727℃時(shí)僅為0.77%，因此碳含量大于0.77%的鐵碳合金自1148℃冷卻至727℃的過(guò)程中，將從奧氏體中析出Fe3C。析出的滲碳體稱為二次滲碳體(Fe3CII)。?PQ線是碳在鐵素體中固溶線。在727℃時(shí)F中溶碳量最大可達(dá)0.0218%，室溫時(shí)僅為0.0008%，因此，碳含量大于0.0008%的鐵碳合金自727℃冷卻至室溫的過(guò)程中，將從F中析出Fe3C，析出的滲碳體稱為三次滲碳體(Fe3CIII)。第七頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五

課題四鐵碳合金相圖?典型鐵碳合金結(jié)晶過(guò)程及組織

鐵碳合金按其含碳量及室溫組織分類純鐵（wC≤0.0218%）

鋼（0.0218%<wC≤2.11%）

亞共析鋼（0.0218%<wC<0.77%）共析鋼（wC=0.77%）過(guò)共析鋼（0.77%<wC≤2.11%）白口鑄鐵（2.11%<wC<6.69%）亞共晶白口鐵（2.11%<wC<4.3%）共晶白口鐵（wC=4.3%）過(guò)共晶白口鐵（4.3%<wC<6.69%）第八頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五

課題四鐵碳合金相圖?典型鐵碳合金結(jié)晶過(guò)程分析

第九頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五

課題四鐵碳合金相圖?工業(yè)純鐵結(jié)晶過(guò)程（含碳0.01%）第十頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五

課題四鐵碳合金相圖?工業(yè)純鐵的顯微組織圖第十一頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五

課題四鐵碳合金相圖?0.77%共析鋼結(jié)晶過(guò)程第十二頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五

課題四鐵碳合金相圖?共析鋼結(jié)晶過(guò)程（含碳量0.77%）合金冷卻時(shí)，于1點(diǎn)起從L中結(jié)晶出A，至2點(diǎn)全部結(jié)晶完了。在2-3點(diǎn)間A不變。至3點(diǎn)時(shí)，A發(fā)生共析反應(yīng)生成P。從3點(diǎn)繼續(xù)冷卻至室溫，P不發(fā)生轉(zhuǎn)變。因此共析鋼的室溫平衡組織全部為P。即?L—→L+A—→A—→A+P—→P（F+Fe3C）第十三頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖?共析鋼金相組織圖

第十四頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖?亞共析鋼結(jié)晶過(guò)程示意圖第十五頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖?亞共析鋼在3點(diǎn)以上的結(jié)晶過(guò)程與共析鋼相同，當(dāng)冷卻到3點(diǎn)時(shí)，由A中析出F，F(xiàn)在A晶界處優(yōu)先生核并長(zhǎng)大，而A和F的成分分別沿GS和GP線變化。至4點(diǎn)時(shí)，A的成分變?yōu)?.77%C，F(xiàn)的成分變?yōu)?.0218%C。此時(shí)A發(fā)生共析反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)镻，F(xiàn)不變化。4點(diǎn)以下繼續(xù)冷卻，組織基本不發(fā)生變化，因此室溫平衡組織為F+P。即L—→L+A—→A—→A+F—→P+F第十六頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖亞共析鋼的顯微組織圖第十七頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖?過(guò)共析鋼的結(jié)晶過(guò)程（含碳量1.2%）第十八頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖?合金冷卻時(shí)，從1點(diǎn)起自L中結(jié)晶出A，至2點(diǎn)全部結(jié)晶完了。在2-3點(diǎn)間A不變，從3點(diǎn)起，由A中析出Fe3CII，F(xiàn)e3CII呈網(wǎng)狀分布在A晶界上。至4點(diǎn)時(shí)A的碳含量降為0.77%，發(fā)生共析反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)镻，而Fe3CII不變化。在4-5點(diǎn)間冷卻時(shí)組織不發(fā)生轉(zhuǎn)變。圖5-10過(guò)共析鋼的結(jié)晶過(guò)程示意圖。即

L→L+A→A→A+Fe3CII→P+Fe3CII（網(wǎng)狀）第十九頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖?過(guò)共析鋼的顯微組織第二十頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖?共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程第二十一頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖?共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程:合金Ⅴ冷卻到1點(diǎn)(在AC線上)，從液態(tài)中先結(jié)晶出奧氏體A，溫度下降到2點(diǎn)(共晶線上)時(shí)，剩余液相轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷厝R氏體(Ld)，先結(jié)晶的A在溫度繼續(xù)下降時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)镻＋Fe3CII，而萊氏體也轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏厝R氏體(Ld′).?即L—→L＋A—→A＋Ld—→P＋Fe3CII＋Ld′第二十二頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖?共晶白口鐵的顯微組織圖第二十三頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖?亞共晶白口鐵結(jié)晶過(guò)程第二十四頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖?亞共晶白口鐵結(jié)晶過(guò)程:合金Ⅴ冷卻到1點(diǎn)(在AC線上)，從液態(tài)中先結(jié)晶出奧氏體A，溫度下降到2點(diǎn)(共晶線上)時(shí)，剩余液相轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷厝R氏體(Ld)，先結(jié)晶的A在溫度繼續(xù)下降時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)镻＋Fe3CII，而萊氏體也轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏厝R氏體(Ld′).?即L—→L＋A—→A＋Ld—→P＋Fe3CII＋Ld′第二十五頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖?亞共晶白口鐵組織金相圖第二十六頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖?過(guò)共晶白口鐵結(jié)晶過(guò)程第二十七頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖?過(guò)共晶白口鐵結(jié)晶過(guò)程:合金Ⅵ冷卻到1(在DC線上)，從液態(tài)金屬中析出一次滲碳體(Fe3CI)，溫度下降到2點(diǎn)(共晶線上)時(shí)，剩余液相轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷厝R氏體(Ld)，先結(jié)晶的粗大Fe3CI一直保留到室溫，而萊氏體在3點(diǎn)(共析線上)轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏厝R氏體(Ld′).

?即:L—→L＋Fe3CI—→Ld＋Fe3CI—→Ld′＋Fe3CI第二十八頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖?過(guò)共晶白口鐵組織金相圖第二十九頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖?含碳量對(duì)鐵碳合金平衡組織和力學(xué)性能的影響含碳量對(duì)平衡組織的影響在室溫下，碳含量不同的鐵碳合金，不僅F和Fe3C的相對(duì)量不同，而且合金的組織也不同。鐵碳合金的成分—組織存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。隨碳含量增大，組織按下列順序變化：F、F＋P、P、P＋Fe3CII、P＋Fe3CII＋Ld′、Ld′、Ld′＋Fe3CI、Fe3C第三十頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖含碳量小于0.0218%的合金的組織全部為F；含碳達(dá)到0.77%時(shí)全部為P；含碳4.3%時(shí)全部為L(zhǎng)d′；含碳6.69%時(shí)全部為Fe3C。第三十一頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖第三十二頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳合金相圖第三十三頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五課題四鐵碳