热处理-铁碳相图-Fe3C-奥氏体,马氏体,铁素体(特选内容)
热处理-铁碳相图-Fe3C-奥氏体,马氏体,铁素体参考幻灯片
Definition of structures
Pearlite is the eutectoid mixture containing 0.80 % C and is formed at 723°C on very slow cooling.
It is a very fine platelike or lamellar mixture of ferrite and cementite.
IRON IRON-CARBON DIAGRAM
IRON IRON-CARBON DIAGRAM
eutectoid
Eutectic
Pearlite and Cementine
Austenite
Ferrite Pearlite
Pearlite and Carbide
Steel
Cast iron
Outline
Definition of structures
Ferrite
Average properties are:
Tensile strength = 40,000 psi;
Elongation
= 40 % in 2 in;
Hardness
> Rockwell C 0 or > Rockwell B 90
The white ferritic background or matrix contains thin plates of cementite (dark).
Definition of structures
Pearlite
Average properties are:
Tensile strength = 120,000 psi;
brittle intermetallic compound of iron & carbon, as Fe3C, contains 6.67 % C. It is the hardest structure that appears on the diagram, exact melting point unknown. Its crystal structure is orthorhombic. It is has low tensile strength (approx. 5,000 psi),
做热处理的人都要知道的金相组织图
做热处理的人都要知道的金相组织图搞热处理和材料这么多年，下面这15个金相组织搞不清楚，等于白混了！！1.奥氏体定义：碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体，仍保持γ-Fe的面心立方晶格特征：奥氏体是一般钢在高温下的组织，其存在有一定的温度和成分范围。
有些淬火钢能使部分奥氏体保留到室温，这种奥氏体称残留奥氏体。
奥氏体一般由等轴状的多边形晶粒组成，晶粒内有孪晶。
在加热转变刚刚结束时的奥氏体晶粒比较细小，晶粒边界呈不规则的弧形。
经过一段时间加热或保温，晶粒将长大，晶粒边界可趋向平直化。
铁碳相图中奥氏体是高温相，存在于临界点A1温度以上，是珠光体逆共析转变而成。
当钢中加入足够多的扩大奥氏体相区的化学元素时，Ni,Mn等，则可使奥氏体稳定在室温，如奥氏体钢。
2.铁素体定义：碳与合金元素溶解在a-Fe中的固溶体特征：亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁素体沿晶粒边界析出。
3.渗碳体定义：碳与铁形成的一种化合物特征：渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀，在显微镜下呈白亮色，但受碱性苦味酸钠的腐蚀，在显微镜下呈黑色。
渗碳体的显微组织形态很多，在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、粒状、网状或板状。
•在液态铁碳合金中，首先单独结晶的渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状•过共析钢冷却时沿Acm线析出的碳化物（二次渗碳体）呈网结状，共析渗碳体呈片状•铁碳合金冷却到Ar1以下时，由铁素体中析出渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状4.珠光体定义：铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物特征：珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。
过冷度越大，所形成的珠光体片间距离越小。
•在A1~650℃形成的珠光体片层较厚，在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。
•在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线，只有放大1000倍才能分辨的片层，称为索氏体。
金相组织识别铁碳相图
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金相组织识别——典型钢铁组织
屈氏体 成分：C 0.81%, Si 0.25%, Mn 0.36%, P 0.014%, S 0.009% 热处理：850℃水淬后，350℃回火
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金相组织识别——典型钢铁组织
高温相，因此也称为高温铁素体。铁素体的含碳量 非常低（727℃时， α－Fe最大溶碳量仅为0.0218％，
室温下含碳仅为0.005%），所以其性能与纯铁 相似：硬度(HB50~80)低，塑性(延伸率δ为
30%~50%)高。铁素体的显微组织与工业纯铁相似。
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铁素体
金相组织识别——铁碳合金的基本相
奥氏体 Austenite
碳溶解于γ－Fe中形成的固溶体称为奥氏体
(Austenite)，用γ或A表示。具有面心立方晶体结
构的奥氏体可以溶解较多的碳，碳原子存在于面
心立方晶格中正八面体的中心， 1148℃时最多 可以溶解的碳，到727℃时含碳量降到 0.77%。奥氏体的硬度(HB170~220)较低，塑性 (延伸率δ为40%~50%)高。
索氏体
成分：C 0.81%, Si 0.18%, Mn 0.33%, P 0.022%, S 0.014% 热处理：820℃水淬；580℃回火
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金相组织识别——典型钢铁组织
残留奥氏体 成分：C 1.13%, Si 0.17%, Mn 0.45%, P 0.022%, S 0.009% 热处理：1030℃油冷
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热处理基本知识及工艺原理
2
钢的热处理工艺
1 渗碳
目的：提高表面硬度（62-68HRC），耐磨性，而使心部仍保持一定 的强度和良好的塑性 和韧性。 分类：气体渗碳、液体渗碳及固体渗碳 气体渗碳原理：在高温（900~950℃）气体介质中的渗碳
碳原子的分解
基本组元： Fe、C
基本相：
铁素体 C在体心立方α－Fe (α或 F ) 中的间隙固溶体；
0.0218%(727℃)
强硬度低； 塑韧性好； 与工业纯铁相同
奥氏体 (γ或 A )
渗碳体 (Fe3C)
C在面心立方γ－Fe 中的间隙固溶体
强硬度较低；
塑性较好, 变形抗力较低, 易于锻压成形; 顺磁性。
Fe与C形成的金属化 强度低；硬度高；
金 含碳量为2.11%—6.69%的铁碳合金。
白口铸铁
共晶白口铸铁： 含碳量为4.3% ； 亚共晶白口铸铁：含碳量在2.11%—4.3%之间； 过共晶白口铸铁：含碳量在4.3%—6.69%之间；
1
金属学与热处理原理
二 热处理基本原理
1 热处理基本概念与知识 定义：在一定介质中，通过加热、保温、冷却以使金属的组织发生转变
650-400℃，快，避免C曲线 400℃以下，慢，减轻相变应力
T
A1
MS 水 理想 油
t
2
钢的热处理工艺
5．淬透性与淬硬性 淬透性：淬火条件下得到M组织的能力，取决于 VK（上临界 冷却速度） 淬硬性：钢在淬火后获得硬度的能力，取决于M中C%， C%↑→淬硬性↑
2
钢的热处理工艺
淬透层深度：由工件表面→半马氏体点(50%M)的深度。
热处理 铁碳相图 Fe3C 奥氏体
? Maximum solubility is 2.0 % C at 1130 °C. ? High formability, most of heat treatments
begin with this single phase. ? It is normally not stable at room temperature.
6
Microstructure of different phases of steel
7
Definition of structures
? Ferrite is known as α solid solution. ? It is an interstitial solid solution of a small
3
Cooling curve for pure iron
4
Definition of structures
Various phases that appear on the Iron-Carbon equilibrium phase diagram are as under: ?Austenite ?Ferrite ?Pearlite ?Cementite ?Martensite* ?Ledeburite
5
Unit Cells of Various Metals
? FIGURE - The unit cell for (a) austentite, (b) ferrite, and (c) martensite. The effect of the percentage of carbon (by weight) on the lattice dimensions for martensite is shown in (d). Note the interstitial position of the carbon atoms and the increase in dimension c with increasing carbon content. Thus, the unit cell of martensite is in the shape of a rectangular prism.
最全的铁碳相图
最全的铁碳相图首先，想要了解铁碳合金、铁碳相图，则需要一些准备知识，比如合金、相、组元成分的概念等，基本如下：合金：一种金属元素与另外一种或几种元素，通过熔化或其他方法结合而成的具有金属特性的物质。
相：合金中同一化学成分、同一聚集状态，并以界面相互分开的各个均匀组成部分。
固溶体：是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。
固溶强化：由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。
金属化合物：合金的组元间以一定比例发生相互作用儿生成的一种新相，通常能以化学式表示其组成。
铁碳合金相图实际上是Fe-Fe3C相图，铁碳合金的基本组元也应该是纯铁和Fe3C。
铁存在着同素异晶转变，即在固态下有不同的结构。
不同结构的铁与碳可以形成不同的固溶体，Fe—Fe3C相图上的固溶体都是间隙固溶体。
由于α-Fe和γ-Fe晶格中的孔隙特点不同，因而两者的溶碳能力也不同。
在铁碳合金中一共有三个相，即铁素体、奥氏体和渗碳体。
1.铁素体铁素体是碳在α-Fe中的间隙固溶体，用符号“F”(或α)表示，体心立方晶格；虽然BCC的间隙总体积较大，但单个间隙体积较小，所以它的溶碳量很小，最多只有%(727℃时)，室温时几乎为0，因此铁素体的性能与纯铁相似，硬度低而塑性高，并有铁磁性。
δ=30%~50%，A KU=128~160J，σb=180~280MPa，50~80HBS.铁素体的显微组织与纯铁相同,用4%硝酸酒精溶液浸蚀后,在显微镜下呈现明亮的多边形等轴晶粒,在亚共析钢中铁素体呈白色块状分布,但当含碳量接近共析成分时,铁素体因量少而呈断续的网状分布在珠光体的周围。
2.奥氏体奥氏体是碳在γ-Fe中的间隙固溶体，用符号“A”(或γ)表示，面心立方晶格；虽然FCC的间隙总体积较小，但单个间隙体积较大，所以它的溶碳量较大，最多有%(1148℃时)，727℃时为%。
铁碳合金相图与热处理
1 铁碳合金的基本组织1.1. 铁素体：碳与α-F e 中形成的间隙固溶体称为铁素体，用F 表示。
强度和硬度低，塑性和韧性好。
纯铁由液态结晶为固态后，继续冷却到1394℃及912℃时，先后发生两次晶格类型的转变。
金属在固态下发生的晶格类型的转变称为同素异晶转变。
同素异构转变伴有热效应产生，因此在纯铁的冷却曲线上，在1394℃及912℃处出现平台。
铁的同素异晶转变如下：温度低于912℃的铁为体心立方晶格，称为α-F e ；温度在912~1394℃间的铁为面心立方晶格，称为γ-F e ；温度在1394~1538℃间的铁为体心立方晶格，称为δ-F e 。
1.2. 奥氏体：碳与γ-Fe 中形成的间隙固溶体称为铁素体，用A表示或γ表示，其最大溶解度为2.11wt%C ，发生于1148℃，碳多存在于面心立方γ结构的八面体空隙。
奥氏体与γ-Fe 均具有顺磁性，高温组织，在大于727℃时存在。
塑性好，强度和硬度高于F，在锻造、轧制时常要加热到A ，提高塑性，易于加工。
碳的原子半径较小，在α-Fe 和γ-Fe 中均可进入Fe 原子间的空隙而形成间隙固溶体。
碳在α-Fe 中形成的间隙固溶体称为铁素体（ferri te ），常用符号F 或α表示，其最大溶解度为0.0218wt %C，发生于727℃，碳多存在于体心立方α结构的八面体空隙。
铁素体与α-F e 在居里点770℃以下均具有铁磁性。
2 铁碳合金状态图1.3. 渗碳体：铁与碳形成的金属化合物，硬度高，脆性大。
用Fe 3C 表示A11.4. 珠光体：F与F e3C混合物。
强度，硬度，塑性，韧性介于两者之间。
1.5. 莱氏体：A与F e3C混合物硬度高，塑性差。
在HJ B 水平线（1495℃）发生包晶转变：转变产物是γ。
此转变仅发生在含碳0.09~0.53%的铁碳合金中。
ECF 水平线（1148℃）发生共晶转变：转变产物是γ和Fe3C 的机械混合物，称为莱氏体（le deb uri te），用符号L d或L e表示。
铁碳合金相图（超清楚版）
600700800900
F 温度/
℃Fe-Fe 3C 合金相图
Fe K
D
1、铁素体：碳在α-Fe 中形成的间隙固溶体称为铁素体，用符号F 或α表示。
碳在α-Fe 中的溶解度很低，因此，铁素体的机械性能与纯铁相近，其强度、硬度较低，但具有良好的塑性、韧性。
2、奥氏体： 碳在γ-Fe 中形成的间隙固溶体称为奥氏体，用符号A 或γ表示。
3、渗碳体： 渗碳体是一种具有复杂晶体结构的间隙化合物，它的分子式为Fe 3C ，渗碳体既是组元，又是基本相。
4、珠光体：用符号P 表示，它是铁素体与渗碳体薄层片相间的机械机械混合物。
5、莱氏体：用符号Ld 表示，奥氏体和渗碳体所组成的共晶体。
特性点符号 温度/℃ ωc （%）含义
A 1538 0熔点：纯铁的熔点
C 1148 4.3共晶点：发生共晶转变L4.3→Ld(A2.11%+Fe3C 共晶)
D 1227 6.69熔点：渗碳体的熔点
E 1148 2.11碳在γ-Fe 中的最大溶解度点
G 912 0同素异构转变点
S 727 0.77共析点：发生共析转变A0.77%→p(F0.0218%+Fe3C 共析)P 727 0.0218碳在α-Fe 中的最大溶解度点
Q 室温 0.0008室温下碳在α-Fe 中的最大溶解度。
奥氏体铁素体三次渗碳体
奥氏体铁素体三次渗碳体
奥氏体、铁素体和三次渗碳体是钢的不同组织结构形态。
奥氏体是一种由面心立方结构组成的组织，具有良好的塑性和韧性，适合用于制造可塑性产品。
铁素体是一种由体心立方结构组成的组织，具有较高的强度和硬度，适合用于制造强度要求较高的产品。
三次渗碳体是一种形成在奥氏体和铁素体之间的组织，在钢材中具有特定的化学成分和结构，具有较高的强度、硬度和耐磨性。
钢材的组织结构在冷却和加热过程中发生相变，不同的组织结构对钢材的力学性能和使用性能有着重要的影响。
因此，钢材的组织控制和调控是确保钢材品质和性能的重要环节。
热处理-铁碳相图-Fe3C-奥氏体,马氏体,铁素体(特选内容)
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Unit Cells of Various Metals
FIGURE - The unit cell for (a) austentite, (b) ferrite, and (c) martensite.
The effect of the percentage of carbon (by weight) on the lattice dimensions
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Various Features of Fe-C diagram
Phases present
L
d BCC structure Paramagnetic
a ferrite BCC structure Ferromagnetic Fairly ductile
Reactions
Peritectic L + d = Eutectic L = + Fe3C Eutectoid = a + Fe3C
eutectoid
Eutectic
Pearlite and Cementine
Austenite
Ferrite Pearlite
Pearlite and Carbide
Steel
金属材料及热处理基础知识，铁碳合金组成及相图知识讲解
金属材料及热处理基础知识，铁碳合金组成及相图知识讲解
一、铁碳合金相图
铁碳合金相图：表示在缓慢冷却（或缓慢加热）的条件下，不同成分的铁碳合金的状态或组织随温度变化的图形。
二、铁碳合金中的成分与组织
1、铁素体（F）碳溶解在α—Fe中形成的间隙固溶体，用符号F 表示，显微组织如下图所示。
2、奥氏体（A）碳溶于γ—Fe中形成的间隙固溶体，用符号A表示。
显微组织如下图所示。
3、渗碳体（Fe3C或Cm）:渗碳体是含碳量为6.69％的铁与碳的金属化合物，其化学式为Fe3C。
显微组织如下图所示。
4、珠光体（P）:铁素体和渗碳体的混合物，用符号P表示。
显微
组织如下图所示。
5、莱氏体（Ld）是奥氏体和渗碳体的混合物，用符号Ld表示。
显微组织如下图所示。
三、铁碳合金相图的分隔线
四、铁碳合金结晶过程及性能分析
成分决定组织，组织决定性能，随含碳量变化，组织随之变化过程为
其性能变化：含碳量越高，钢的强度、硬度越高，而塑性、韧性越低，这在钢经过热处理后表现尤为明显。
第三章 铁碳相图(含答案)
第三章铁碳相图一、填空题（在空白处填上正确的内容）1、从相变的角度来看，钢与铸铁是按________来区分的，钢与工业纯铁是按________来区分的。
答案：有无共晶转变、有无共析转变2、碳溶解在________中形成的间隙固溶体称为奥氏体，常用符号________表示；奥氏体的力学性能是________和________不高，但具有良好的________。
答案：γ-Fe、A、强度、硬度、塑性3、渗碳体是铁和碳的化合物，常用________表示；渗碳体的含碳量为6．69％，具有复杂的晶格，它的________很高，脆性很大，而________和________几乎等于零。
C、硬度、塑性、韧性答案：Fe3C相图，它由三个典型的二元合金相图组合而成，即________、________和4、统观Fe-Fe3________。
答案：匀晶（型）相图、共晶（型）相图、包晶（型）相图5、铁碳合金在固态下的基本相有________、________和________三种。
答案：铁素体（F）、奥氏体(A)、渗碳体(Fe3C)6、在钢中，由于铁与碳的相互作用，可以形成四种基本组织，即________、________、________和________。
答案：铁素体（F）、奥氏体（A）、渗碳体（Fe3C）、珠光体（P）7、Fe-FeC相图中，根据E点（含碳量为________）可将铁碳合金分为________和________3两大部分。
答案：2.11%、（碳）钢、铸铁8、在铁碳合金的基本相中，属于固溶体的有________、________，属于金属间化合物的有________。
答案：奥氏体、铁素体、渗碳体9、含碳量为4.3％的铁碳合金叫________，在1148℃以上为________，缓冷至1148℃时发生________反应，继续冷却到727℃时发生________转变，其室温组织为________。
答案：共晶铸铁、液相、共晶、共析、变态莱氏体10、在钢中，铁与碳的相互作用有两种形式，即________和________。
铁碳合金相图分析应用
铁碳合金相图在实际生产中应用之我见摘要：铁碳相图是研究钢和铸铁的基础，实际应用中对于钢铁材料的应用以及热加工和热处理工艺的制订也具有重要的指导意义。
铁和碳可以形成一系列化合物，如Fe3C、Fe2C、FeC等, 有实用意义并被深入研究的只是Fe-Fe3C部分，通常称其为 Fe-Fe3C相图,相图中的组元只有Fe和Fe3C。
关键词：相图分析结晶应用一、铁碳合金基本相1、铁素体δ相高温铁素体：C固溶到δ-Fe中，形成δ相。
α相铁素体（用F表示）：C固溶到α-Fe中，形成α相。
F强度、硬度低、塑性好（室温：C%=0.0008%,727度：C%=0.0218%）。
2、奥氏体γ相奥氏体（用A表示）：C固溶到γ-Fe中形成γ相）强度低，易塑性变形3、渗碳体 Fe3C相（用Cem表示），是Fe与C的一种具有复杂结构的间隙化合物,渗碳体的熔点高，机械性能特点是硬而脆，塑性、韧性几乎为零。
渗碳体根据生成条件不同有条状、网状、片状、粒状等形态, 对铁碳合金的机械性能有很大影响。
二、Fe-Fe3C相图分析1、相图中的点、线、面三条水平线和三个重要点（1）包晶转变线HJB，J为包晶点。
1495摄氏度，C%=0.09-0.53% L+δ→A（2）共晶转变线ECF, C点为共晶点。
冷却到1148℃时, C点成分的L发生共晶反应：L →A（2.11%C）+Fe3C（6.69%C，共晶渗碳体）共晶反应在恒温下进行, 反应过程中L、A、Fe3C三相共存。
共晶反应的产物是奥氏体与渗碳体的共晶混和物, 称莱氏体, 以符号 Le表示。
（3）共析转变线PSK，S点为共析点。
合金（在平衡结晶过程中冷）却到727℃时, S点成分的A发生共析反应：A →F（0.0218%C）+Fe3C（6.69%C、共析渗碳体）—P（珠光体）。
共析反应在恒温下进行, 反应过程中, A、F、Fe3C三相共存。
共析反应的产物是铁素体与渗碳体的共析混合物, 称珠光体, 以符号P表示。
铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、贝氏体、魏氏组织，一文识尽！
铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、贝氏体、魏氏组织，一文识尽！现代材料可以分为四大类——金属、高分子、陶瓷和复合材料。
尽管目前高分子材料飞速发展，但金属材料中的钢铁仍是目前工程技术中使用最广泛、最重要的材料，那么到底是什么因素决定了钢铁材料的霸主地位呢。
下面就为金粉们详细介绍吧。
钢铁由铁矿石提炼而成，来源丰富，价格低廉。
钢铁又称为铁碳合金，是铁（Fe）与碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）以及其他少量元素（Cr、V等）所组成的合金。
通过调节钢铁中各种元素的含量和热处理工艺（四把火：淬火、退火、回火、正火），可以获得各种各样的金相组织，从而使钢铁具有不同的物理性能。
将钢材取样，经过打磨、抛光，最后用特定的腐蚀剂腐蚀显示后，在金相显微镜下观察到的组织称为钢铁的金相组织。
钢铁材料的秘密便隐藏在这些组织结构中。
在Fe-Fe3C系中，可配制多种成分不同的铁碳合金，他们在不同温度下的平衡组织各不相同，但由几个基本相（铁素体F、奥氏体A和渗碳体Fe3C）组成。
这些基本相以机械混合物的形式结合，形成了钢铁中丰富多彩的金相组织结构。
常见的金相组织有下列八种：1. 铁素体碳溶于α-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为铁素体，属bcc结构，呈等轴多边形晶粒分布，用符号F表示。
其组织和性能与纯铁相似，具有良好的塑性和韧性，而强度与硬度较低（30-100 HB）。
在合金钢中，则是碳和合金元素在α-Fe中的固溶体。
碳在α-Fe 中的溶解量很低，在AC1温度，碳的最大溶解量为0.0218%，但随温度下降的溶解度则降至0.0084%，因而在缓冷条件下铁素体晶界处会出现三次渗碳体。
随钢铁中碳含量增加，铁素体量相对减少，珠光体量增加，此时铁素体则是网络状和月牙状。
2. 奥氏体碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥氏体，具有面心立方结构，为高温相，用符号A表示。
奥氏体在1148℃有最大溶解度2.11%C，727℃时可固溶0.77%C；强度和硬度比铁素体高，塑性和韧性良好，并且无磁性，具体力学性能与含碳量和晶粒大小有关，一般为170~220 HBS、 =40~50%。
铁碳相图
铁碳相图
温度降低(350C~MS)时，碳原子扩散能力更低，铁
素体在奥氏体的晶界或晶内某些晶面上长成针状，碳
原子在铁素体内一定的晶面上以断续碳化物小片的形
式析出，从而形成了下贝体。
铁碳相图
（2）贝氏体的组织形态及性能
上贝氏体中短杆状的渗碳体分布于自奥氏体晶界向晶
内生长的铁素体条间，在光镜下呈羽毛状（左图）。下
开始转变相转变终了的时间
点，描绘在以温度为纵坐标、
时间为横坐标(以对数表示)
的坐标图上，并分别连线，
即得到所要测定的C曲线。
铁碳相图
C曲线分析
（1）MS线和MF线是奥氏体向马氏体开始转变和转
变终了温度。 A1的~ MS之间转变开始线以左的区域为
过冷奥氏体区。转变终了线以右和MF点以下为转变产
物区。开始转变和转变终了线之间为转变过渡区（过
铁碳相图
（2）合金元素的影响： 除Co外，所有溶于奥氏体的合金元素都增加奥氏体 的稳定性，即使C曲线右移。
但是当合金元素未溶于奥氏体中，以碳化物的形式
存在时，它们将降低奥氏体的稳定性，即使C曲线左移。
铁碳相图
（3）加热温度和保温时间的影响： 加热至Ac1，以上温度时，随着奥氏体化温度的提 高和保温时间的延长．奥氏体的成分更加趋于均匀； 未溶碳化物减小；晶粒长大，晶界面积减小。结果 降低了过冷奥氏体在冷却转变时分解的形核率，使 奥氏体稳定性增加，C曲线右移。
度与过冷奥氏体转变产物及其转变量之间的关系。
铁碳相图
（1）CCT曲线分析
共析钢的CCT曲线中无贝氏
体转变区，珠光体转变区下部多
一条转变中止线K、PS、PZ分别
为奥氏体转变为珠光体的开始线 和终了线。当连续冷却曲线碰到 K线时，过冷奥氏体中止向珠光 体型组织转变，而继续冷却一直
《金属学及热处理》第四章复习题
第四章 铁碳合金及Fe-Fe 3C 相图 复习题一、名词解释：1．铁素体：2．渗碳体：3．奥氏体：4．珠光体：5．莱氏体：6．α-Fe ：7．Fe －Fe3C 相图：8．同素异构转变：9．Fe -α、Fe -γ、Fe -δ：（提示：铁在不同的温度范围具有不同的晶体结构，即具有同素异构转变）10． 变态莱氏体：二、填空题：1．根据含碳量和室温组织的不同，钢可分为三种，分别为 、 、 。
2．分别填出下列铁碳合金基本组织的符号，铁素体： ，奥氏体： ，珠光体： ，渗碳体： ，高温莱氏体： ，低温莱氏体： 。
3．在铁碳合金基本组织中属于固溶体的有 ，属于金属化合物的 ，属于机械混合物的有 和 。
4．一块纯铁在912℃发生α-Fe →γ-Fe 转变时，体积将发生 。
5．F 的晶体结构为 ；A 的晶体结构为 。
6．共析成分的铁碳合金室温平衡组织是，其组成相是。
7．用显微镜观察某亚共析钢，若估算其中的珠光体含量为80%，则此钢的碳含量为。
三、判断题：1．所有金属都具有同素异构转变现象。
（）2．碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体，称为奥氏体。
（）3．纯铁在780°C时为体心立方晶格的Feδ。
（）-4．金属化合物的特性是硬而脆，莱氏体的性能也是硬而脆故莱氏体属于金属化合物。
（）5．铁素体的本质是碳在α-Fe中的间隙相。
（）6．20钢比T12钢的碳含量要高。
（）7．在退火状态（接近平衡组织），45钢比20钢的硬度和强度都高。
（）8．在铁碳合金平衡结晶过程中，只有Wc=0.77%的共析钢才能发生共析反应。
（）四、选择题：1．C-相图上的共析线是（），共晶线是（）。
FeFe3a．ABCD；b．ECF；c．HJB；d．PSK。
2．碳的质量分数为（）％的铁碳合金称为共析钢。
a．0.0218%；b．0.77%；c．2.11%；d．4.3%。
3．亚共析钢冷却到PSK线时，要发生共析转变，由奥氏体转变成（）。
a．珠光体；b．铁素体；c．莱氏体。
热处理-铁碳相图-Fe3C-奥氏体,马氏体,铁素体
Cooling curve for pure iron
Definition of structures
Various phases that appear on the Iron-Carbon equilibrium phase diagram are as under: •Austenite •Ferrite •Pearlite •Cementite •Martensite* •Ledeburite
IRON IRON-CARBON DIAGRAM
IRON IRON-CARBON DIAGRAM
eutectoid
Eutectic
Pearlite and Cementine
Austenite
Ferrite Pearlite
Pearlite and Carbide
Steel
Cast iron
Outline
Definition of structures
Pearlite is the eutectoid mixture containing 0.80 % C and is formed at 723°C on very slow cooling.
It is a very fine platelike or lamellar mixture of ferrite and cementite.
Elongation
= 20 % in 2 in.;
Hardness
= Rockwell C 20, Rockwell B 95-100, or BHN 250-300.
Definition of structures
Austenite is an interstitial solid solution of
热处理-铁碳相图-Fe3C-奥氏体,马氏体,铁素体45页PPT
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 —体,马氏 体,铁素体
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
(完整版)第五章铁碳相图习题参考答案
第五章铁碳相图习题参考答案一、解释下列名词答：1、铁素体：碳溶入α－Fe中形成的间隙固溶体。
奥氏体：碳溶入γ－Fe中形成的间隙固溶体。
渗碳体：铁与碳形成的具有复杂晶体结构的金属化合物。
珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物。
莱氏体：由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。
2、Fe3CⅠ：由液相中直接析出来的渗碳体称为一次渗碳体。
Fe3CⅡ：从A中析出的Fe3C称为二次渗碳体。
Fe3CⅢ：从铁素体中析出的Fe3C称为三次渗碳体。
共析Fe3C：经共析反应生成的渗碳体即珠光体中的渗碳体称为共析渗碳体。
共晶Fe3C：经共晶反应生成的渗碳体即莱氏体中的渗碳体称为共晶渗碳体。
3、钢：含碳量大于0.00218%，小于2.11%的铁碳合金。
白口铸铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金。
二、填空题1、常温平衡状态下，铁碳合金基本相有铁素体（F）、渗碳体（Fe3C）等两个。
2、Fe－Fe3C相图有4个单相区，各相区的相分别是液相（L）、δ相、铁素体（F）、奥氏体（A）。
3、Fe－Fe3C 相图有三条水平线，即HJB、ECF和PSK线，它们代表的反应分别是包晶反应、共晶反应和共析反应。
4、工业纯铁的含碳量为≤0.0218%，室温平衡组织为F+ Fe3CⅢ。
5、共晶白口铁的含碳量为4.3%，室温平衡组织P占40.37%，Fe3C共晶占47.82%，Fe3CⅡ占11.81%。
6、一钢试样，在室温平衡组织中，珠光体占60%，铁素体占40%，该钢的含碳量为0.4707。
7、钢的组织特点是高温组织为奥氏体（A），具有良好的塑、韧性，因而适于热加工成形。
8、白口铸铁的特点是液态结晶都有共晶转变，室温平衡组织中都有莱氏体，因而适于通过铸造成形。
三、简答题1、为什么γ-Fe 和α- Fe 的比容不同？一块质量一定的铁发生（γ-Fe →α-Fe ）转变时，其体积如何变化？答：因为γ-Fe和α- Fe原子排列的紧密程度不同，γ-Fe的致密度为74%，α- Fe的致密度为68%，因此一块质量一定的铁发生（γ-Fe →α-Fe ）转变时体积将发生膨胀。
干货丨铁碳相图顶级解读
干货丨铁碳相图顶级解读铁碳相图基础篇Fe-C合金相图实际上是Fe-Fe3C相图，铁碳合金的基本组元也应该是纯铁和Fe3C。
铁碳合金相图是研究铁碳合金的工具，是研究碳钢和铸铁成分、温度、组织和性能之间关系的理论基础，也是制定各种热加工工艺的依据。
1、Fe-C相图中重要的点2、Fe-C相图中重要的线3、Fe-C合金平衡结晶过程Fe-Fe3C相图中的相：Ⅳ、过共析钢（0.77%<C%<2.11%）Ⅴ、共晶白口铁（C%=4.3%）Ⅵ、亚共晶白口铸铁（2.11%<C%<4.3%）Ⅶ、过共晶白口铸铁（C%>4.3%）是不是已经凌乱了，不要急，咱们再从下面这个角度继续推演这个过程：铁碳相图可视篇组织及相组成计算接下来让我们们看一下含碳量不同的液相的析晶过程：C%很低亚共析共析过共析亚共晶共晶过共晶铁碳相图升华篇板条马氏体：在低、中碳钢及不锈钢中形成，由许多成群的、相互平行排列的板条所组成的板条束。
空间形状是扁条状的，一个奥氏体晶粒可转变成几个板条束（通常3到5个）回火马氏体：低温（150～250oC）回火产生的过饱和程度较低的马氏体和极细的碳化物共同组成的组织。
这种组织极易受腐蚀，光学显微镜下呈暗黑色针状组织（保持淬火马氏体位向），与下贝氏体很相似，只有在高倍电子显微镜下才能看到极细小的碳化物质点。
珠光体：铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体组成的片层相间的机械混合物；特征：呈现珍珠般的光泽；力学性能介于铁素体与渗碳体之间,强度较高,硬度适中,塑性和韧性较好马氏体＋下贝氏体＋屈氏体回火屈氏体：碳化物和a-相的混合物。
特征：它由马氏体在350~500℃时中温回火形成。
其组织特征是铁素体基体内分布着极细小的粒状碳化物，针状形态已逐渐消失，但仍隐约可见，碳化物在光学显微镜下不能分辨，仅观察到暗黑的组织，在电镜下才能清晰分辨两相，可看出碳化物颗粒已明显长大。
莱氏体：奥氏体与渗碳体的共晶混合物。
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properties of steel
Elongation
= 20 % in 2 in.;
Hardness
= Rockwell C 20, Rockwell B 95-100, or BHN 250-300.
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Definition of structures
Austenite is an interstitial solid solution of
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8
Definition of structures
Ferrite
Average properties are:
Tensile strength = 40,000 psi;
Elongation
= 40 % in 2 in;
Hardness
> Rockwell C 0 or > Rockwell B 90
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6
Microstructure of different phases of steel
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7
Definition of structures
Ferrite is known as α solid solution. It is an interstitial solid solution of a small
amount of carbon dissolved in α (BCC) iron. stable form of iron below 912 deg.C The maximum solubility is 0.025 % C at
723C and it dissolves only 0.008 % C at room temperature. It is the softest structure that appears on the diagram.
The white ferritic background or matrix contains thin plates of cementite (dark).
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Definition of structures
Pearlite
Average properties are:
Tensile strength = 120,000 psi;
Carbon dissolved in (F.C.C.) iron.
Maximum solubility is 2.0 % C at 1130°C. High formability, most of heat treatments
begin with this single phase. It is normally not stable at room temperature.
But, under certain conditions it is possible to obtain austenite at room temperature.
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5
Unit Cells of Various Metals
FIGURE - The unit cell for (a) austentite, (b) ferrite, and (c) martensite.
The effect of the percentage of carbon (by weight) on the lattice dimensions
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9
Definition of structures
Pearlite is the eutectoid mixture containing 0.80 % C and is formed at 723°C on very slow cooling.
It is a very fine platelike or lamellar mixture of ferrite and cementite.
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2
Outline
➢ Introduction ➢ Cooling curve for pure iron ➢ Definition of structures ➢ Iron-Carbon equilibrium phase diagram – Sketch ➢ The Iron-Iron Carbide Diagram - Explanation ➢ The Austenite to ferrite / cementite
IRON IRON-CARBON DIAGRAM
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1
IRON IRON-CARBON DIAGRAM
eutectoid
Eutectic
Pearlite and Cementine
Austenite
Ferrite Pearlite
Pearlite and Carbide
Steel
Cast iron
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3
Cooling curve for pure iron
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4
Definition of structures
Various phases that appear on the Iron-Carbon equilibrium phase diagram are as under: •Austenite •Ferrite •Pearlite •Cementite •Martensite* •Ledeburite
for martensite is shown in (d). Note the interstitial position of the carbon
atoms and the increase in dimension c with increasing carbon content.
Thus, the unit cell of martensite is in the shape of a rectangular prism.