4-2Fe-C合金平衡结晶过程分析

4-2Fe-C合金平衡结晶过程分析江西理工大学应科院材料教研室钟涛生1Fe-C合金的分类铁碳合金共析钢（C%=0.77%）亚共析钢（0.0218%-0.77%）过共析钢（0.77%-2.11%）共晶铸铁（C%=4.3%）亚共晶铸铁（2.11%-4.3%）过共晶铸铁（4.3%-6.69%）白口铸铁（C以Fe3C形式存在）灰铸铁（C以G形式存在）工业纯铁（C%0.0128%）钢（0.0128%-2.11%）铸铁（C%2.11%）2Fe-C合金的分类Fe-C合金分类2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（1）共析钢的冷却曲线及平衡结晶过程2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（1）共析钢的冷却曲线及平衡结晶过程在1温度点以上，合金处于液态；当冷却至1温度点时，合金开始发生L→γ匀晶转变，生成γ;在1→2的冷却过程中，一直发生L→γ匀晶转变，不断生成γ，直到2温度点时匀晶转变结束，液相消失全部转变成γ；在2→3的冷却过程中，一直保持单相的γ状态，其成分不发生变化;在当冷至3温度点时，γ发生共析转变，全部生成珠光体（Fe3C和α的机械混合物）;在3温度点以下的冷却过程中，珠光体中的α发生脱溶转变，析出三次渗碳体。2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（1）共析钢的冷却曲线及平衡结晶过程PLL321%88%1000218.069.677.069.6F%室温相组成物：F和Fe3C组织组成物：P(层片状)含量：100%%12%1000218.069.60218.077.0C%Fe3珠光体形貌500×珠光体形貌800×2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（2）亚共析钢的平衡冷却曲线平衡结晶2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（2）亚共析钢的平衡结晶过程在1温度点以上，合金处于液态；当冷却至1温度点时，合金开始发生L→δ匀晶转变，生成δ。在1→2的冷却过程中，一直发生L→δ匀晶转变，不断生成δ，δ的量↗，L的量↘；在匀晶转变过程中，液相和固相的成分分别沿着液相线A-B和固相线A-H变化；到2温度点时，B点成分的液相和H点成分的δ相发生包晶反应，生成γ，包晶转变结束后有液相剩余；在2→3的冷却过程中，剩余的液相发生L→γ匀晶转变，生成γ，在匀晶转变过程中，液相和固相γ的成分分别沿着B-C线和J-E线变化；到3温度点时，液相消失。2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（2）亚共析钢的平衡结晶过程在3→4的冷却过程中，一直保持单相的γ，其成分不发生变化；在4→5的冷却过程中，γ发生γ→α异晶转变，生成先共析铁素体α先，在转变过程中，γ和α成分分别沿着G-S线和G-P线变化；到5温度点时，剩余γ的成分与S点相同，此时剩余的γ发生共析转变，生成珠光体P；当冷却至5温度以下时，珠光体P中的α和α先开始发生脱溶转变，从α和α先中脱出三次渗碳体（Fe3CIII）；在转变过程中，α的成分沿着P-Q线变化。2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（2）亚共析钢的平衡结晶过程组织组成物：F、PPLLL543L21）（%1%%10069.669.6F%31FCFeX相的相对含量：相组成物：F+Fe3C%1%%1000218.077.00218.0-XP%1PF45钢金相FP2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（3）过共析钢的平衡冷却曲线平衡结晶过程2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（3）过共析钢的平衡结晶过程在1温度点以上，合金处于液态；当冷却至1温度点时，合金开始发生L→γ匀晶转变，生成γ。在1→2的冷却过程中，一直发生L→γ匀晶转变，γ的量不断增多，L的量不断减少。直到2温度点时匀晶转变结束，液相消失全部转变成γ；在匀晶转变过程中，液相和固相γ的成分分别沿着液相线B-C和固相线J-E变化。在2→3的冷却过程中，一直保持单相的γ状态，其成分不发生变化。2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（3）过共析钢的平衡结晶过程在3到4的冷却过程中，γ发生脱溶转变，析出二次渗碳体（Fe3CII又叫做先共析渗碳体）；在脱溶过程中，γ的成分沿着E-S线变化；当冷至4时，剩余γ的成分与S点相同，此时γ发生共析转变，生成珠光体；当冷却至4以下时，珠光体P中的α开始发生脱溶转变，从α中脱出三次渗碳体(Fe3CIII)，在此过程中，α的成分沿着P-Q线变化。2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（3）过共析钢的平衡结晶过程II34II3321CFePCFeLL%1%%10069.669.6F%31FCFeX相的相对含量：组织组成物：P+Fe3CII相组成物：F+Fe3C%1%%10077.069.6-.696P%3PCFeXIIT12钢金相Fe3CIIP2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（4）共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（4）共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程在1温度点以上，合金处于液态；当冷却至1温度点时，合金开始发生L4.3→γ2.11+Fe3C共晶转变,生成莱氏体（即：γ2.11+Fe3C的混合组织），并且在此温度点完成组织转变；在1→2的冷却过程中，共晶体中的γ2.11发生脱溶转变，生成二次渗碳体；在脱溶转变过程中，γ的成分沿着E-S线变化；当冷却至2温度点时，γ的成分与S点相同，此时剩余的γ发生共析转变，生成珠光体。2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（4）共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程组织组成物：变态莱氏体Ld‘(Fe3C共晶、Fe3CII和P的混合物)`L2`11LdLdLdLC%Fe1%%1000.0218-6.690.0218-4.3C%Fe33F相得相对含量：相组成物：F+Fe3C%100变态莱氏体的含量：2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（5）亚共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（5）亚共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程在1温度点以上，合金处于液态；当冷却至1温度点时，合金开始发生L→γ匀晶转变，生成γ。在1→2的冷却过程中，一直发生L→γ匀晶转变，不断生成初晶奥氏体（γ初）；到2温度点时，匀晶转变结束，有液相剩余，剩余液相的成分与C点相同，γ初的成分与E点相同，在此温度下，剩余的液相发生共晶转变，生成莱氏体。在转变过程中，γ的量不断增多，液相的量不断减少，且液相和固相γ的成分分别沿着液相线B-C和固相线J-E变化。2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（5）亚共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程在2→3的冷却过程中，共晶体中的γ2.11和初晶奥氏体（γ初晶）发生脱溶转变，生成二次渗碳体；在脱溶转变过程中，γ的成分沿着E-S线变化。当冷却至2温度点时，γ的成分与S点相同，此时剩余的γ发生共析转变，生成珠光体。2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（5）亚共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程IIIICFePLdCFeLdLd333``2`221`LdLLL组织组成物：Ld‘（Fe3C共晶、Fe3CII和P的混合物）+Fe3CII+P相组成物：F+Fe3CC%Fe1%%1000.0218-6.690.0218-XC%Fe33F相得相对含量：2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（5）亚共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程组织组成物：Ld‘（Fe3C共晶、Fe3CII和P的混合物）+Fe3CII+P亚共晶白口铸铁金相X500`%1)%(%10011.23.411.2`%Ld3LdCFePXII77.069.611.269.6`%)Ld1(%P77.069.677.011.2`%)1(%3LdCFeII2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（6）过共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（6）过共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程在1温度点以上，合金处于液态；当冷却至1温度点时，合金开始发生L→Fe3C匀晶转变，生成初晶渗碳体（Fe3C初）。在1→2的冷却过程中，一直发生L→Fe3C匀晶转变，不断生成初晶渗碳体（Fe3C初）；在匀晶转变过程中，液相成分沿着液相线D-C变化。到2温度点时，匀晶转变结束，并且有液相剩余，剩余液相的成分与C点相同；在此温度下，剩余的液相发生共晶转变，生成莱氏体。2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（6）过共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程在2→3的冷却过程中，莱氏体中的γ2.11发生脱溶转变，生成二次渗碳体；在脱溶转变过程中，莱氏体中γ的成分沿着E-S线变化。当冷却至2温度点时，莱氏体中γ的成分与S点相同，此时剩余的γ发生共析转变，生成珠光体。2钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（6）过共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程初初初初CFeLdLdC33II33`23231`CFeCFeFeLdLCFeLL相组成物：F+Fe3CC%Fe1%%1000.0218-6.690.0218-XC%Fe33F相得相对含量：过共晶白口铸铁金相X10002钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（6）过共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程组织组成物：Ld‘（Fe3C共晶、Fe3CII和P的混合物）+Fe3C初`%1%%1003.469.669.6`%Ld3LdCFeX初