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第四节铁碳合金相图

1、铁碳合金的基本相与性能

2、铁碳合金相图与结晶过程

3、含碳量对铁碳合金组织性能的影响

4、铁碳合金相图的应用

・铁碳合金一碳钢

铸铁，是工业应用

最广的金属材料。

•含碳量为0.0218%

〜2.11%的称钢。

•含碳量为2.11%~

6・69%的称铸铁。

•铁和碳可形成一系列稳定化合物：Fe3C^Fe2C

FeC,它们都可以作为相图的组元看待。

•含碳量大于Fe3c成分（6.69%时，合金太脆，已

无实用价值。

Fe3CFe2CFeCC

C%(at%)t

铁碳合金相图是

研究铁碳合金最

基本的工具，是

研究碳钢和铸铁

的成分、温度、

组织及性能之间

关系的理论基础,

是制定热加工、

热处理、冶炼

铸造等工艺依据.

、铁碳合金的基本相和性能

•⑴铁素体:

•碳在a-Fe中的固溶体称

铁素体,用F或。表示。

•碳在厉Fe中的固溶体称

铁素体~

3•铁素体，用，表示。

•都是体心立方间隙固溶体。铁素体的溶碳能力很低,

在727℃时最大为0.0218%,室温下仅为0.0008%。

•铁素体的组织为多边形晶粒，性能与纯铁相似。

•⑵奥氏体:

•碳在rFe中的固溶体称奥氏体。用A或7表示。

•是面心立方晶格的间隙固溶体。溶碳能力比铁素体

大，1148c时最大为2.11%。

•组织为不规则多面体SS

晶粒，晶界较直。强■餐

度低、塑性好，钢材

热加工都在A区进行.

•碳钢室温组织中无飨

氏体。泰奥氏体

物质在固态下晶体结构随温度变化的现象称同素异

构转变。同素异构转变属于

相变之一一固态相变。

•铁的同素异构转变

•铁在固态冷却过程中有两次

晶体结构变化，其变化为:

1394℃912℃

8-Fe二y-FeWa-Fe

⑶渗碳体：即Fe3G含碳6.69%,用Fe3c或Cm表示。

•Fe3c硬度高、强度低9/35MPa,脆性大，塑性几乎为零

•Fe3c是一个亚稳相，在一

定条件下可发生分解：

Fe3c-3Fe+C（石墨）,该反

应对铸铁有重要意义。

•由于碳在mFe中的溶解度

很小，因而常温下碳在铁

碳合金中主要以Fe3c或石

墨的形式存在。i铁中的石塞

三个基本相：铁素体、奥氏体和渗碳体。但奥氏体一

般仅存在于高温下，所以室温下所有的铁碳合金平衡

组织中只有两个相，就是铁素体和渗碳体。

五种组织组成物:

是构成显微组织的独立部分，可以是单相，也可以是两相或者

多相混合物。

铁素体奥氏体渗碳体珠光体莱氏体

珠光体：共析反应的产物，是F与Fe3c片层相间的两

相混合物

莱氏体：共晶反应的产物，高温莱氏体是A与Fe3c两

相混合物，室温莱氏体是珠光体与Fe3c的两相混合物

二、铁碳合金相图的分析

相图的简化

•1.特征点

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