Fe-C合金相图详解

第四章铁-碳合金相图(Chapter4TheIron-IronCarbidePhaseDiagram)§4.1铁碳合金的组元与基本相1纯铁（pureiron）℃912℃1394℃1538Lδ和α相是bcc相，γ是fcc相，同素异构转变（polymorphictransformation）纯铁的塑性好(延伸率：30-50%)强度低(抗拉强度：180-270MPa)，一般不用作结构材料2渗碳体（Fe3C、cementite、ironcarbide）是铁和碳形成的间隙化合物，具有复杂结构，(interstitialcompound)硬度(hardness)高、脆性(brittleness)大。熔点(meltingpoint)：1227℃，磁性转变温度：230℃(magneticchangetemperature)渗碳体是介稳相(metastablephase)，在条件适合时，将分解出单质的石墨碳。(graphite)3铁碳合金相奥氏体（austenite）：碳溶入γ-Fe中形成的固溶体，记作γ（或A）铁素体（ferrite）：碳溶入α-Fe或δ-Fe中形成的固溶体，记作：α（或F）及δ§4.2铁碳合金相图分析1点(T,w(c)%)E：碳在γ-Fe中的最大溶解度C：共晶点(eutecticpoint)S：共析点(eutectoidpoint)A：纯铁熔点G：α-Fe和γ-Fe同素异构转变点N：δ-Fe和γ-Fe同素异构转变点P：碳在α-Fe中的最大溶解度J：包晶点(peritecticpoint)H：碳在δ-Fe中的最大溶解度B：包晶反应时液态合金的浓度D：渗碳体熔点Q：室温时碳在α-Fe中的溶解度2线液相线（liquidusline）：ABCD固相线（solidusline）：AHJECF1）包晶转变(peritecticreaction)：2）共晶转变(eutecticreaction)：3）共析反应(eutectoidreaction)：三个恒温转变（线）：JHBL℃1495CFeLEC3℃1148CFePS3℃727转变产物：莱氏体(Ld,ledeburite)γ+Fe3C（共晶渗碳体）发生共晶转变的铁碳合金为铁转变产物：称为珠光体（P,pearlite）α+Fe3C（共析渗碳体）PSK线也称A1线GS线：也称A3线奥氏体和铁素体的转变线PQ线：碳在铁素体中的固溶度曲线。铁素体中析出渗碳体，三次渗碳体MO线：也称A2线铁素体的磁性转变温度，770℃。ES线：也称Acm线碳在γ中的固溶度曲线，γ中析出渗碳体，称为二次渗碳体渗碳体的磁性转变温度230℃也称A0线3区§4.3铁碳合金的平衡结晶过程及组织1C=0.77%LL+γγPγ+PP室温下的组织：P珠光体（pearlite）共析钢(eutectoidsteel)2C=0.45%α+γLL+δL+δ+γγL+γα+γ+Pα+PJHBL℃1495室温下的组织：亚共析钢(hypo-eutectoidsteel)Pα+P3C=1.2%γ+Fe3CIILγL+γγ+P+Fe3CIIP+Fe3CII室温下的组织：P+Fe3CII过共析钢(hyper-eutectoidsteel)PCFePS3℃727PP+Fe3CIIα+P4工业纯铁C0.0218%室温下的组织：γ+Fe3CIILd’LL+LdLdLd’CFeLEC3℃1148Ldγ-Fe中析出Fe3CII，形成（γ+Fe3CII+Fe3C）室温下的组织：Ld’,（P+Fe3CII+Fe3C）变态莱氏体(Transformedledeburite)共晶白口铸铁(eutecticwhitecastiron)4C=4.3%Ldγ+Fe3CIIP+Fe3CIIP+Fe3CII+Ld’LL+γL+γ+Ldγ+P+Fe3CII+Ld(+Ld’)γ+Fe3CII+Ld5C=3%P+Fe3CII+Ld’室温下的组织：P+Fe3CII+Ld’亚共晶白口铸铁(hypo-eutecticwhitecastiron)LdLd’γ+Fe3CIIP+Fe3CIIγ+Fe3CII+LdLdLd’γ+Fe3CIIP+Fe3CIILL+Fe3CIL+Ld+Fe3CIFe3CI+Ld(+Ld’)Fe3CI+Ld6C=5.5%Fe3CI+Ld’γ+Fe3CII+LdP+Fe3CII+Ld’Fe3CI+LdFe3CI+Ld’室温下的组织：Fe3CI+Ld’过共晶白口铸铁(hyper-eutecticwhitecastiron)相组成物组织组成物§4.4铁碳合金的成分、组织和性能之间的关系1含碳低于2.11%的合金性能上，随碳含量增加，强度提高，塑性降低。●C=1%时，抗拉强度最大●C1%时，网状碳化物析出，强度降低2含碳为2.11%-6.6%的合金●莱氏体硬、脆，可用于球磨机的磨球●石墨化处理，得到铁和石墨的组织，软，强度低。3对加工性能的影响●可锻性：碳含量过高，可锻性差锻造温度选在γ区，锻造温度：固相线+100-200℃●流动性：液固线温差小，流动性好