第三章合金的相结构与相图

第三章合金的相结构与相图
纯金属具有较高的导电性、导热性、化学稳定性以及金属光泽等，但其
（1）强度、硬度都较低；
（2）种类有限（约79种）；
（3）生产成本较高。

无法满足人类在生产和生活中对金属材料多品种、高性能的要求。

合金不仅强、硬度及耐磨性比纯金属好，且电、磁、化学性能等方面亦可与纯金属相媲美，加上价格低廉，所以工业上大量使用的不是纯金属而是合金。

第一节基本概念
[教学目的] 理解合金、组元、合金系、相和组织的概念。

[教学重点] 组元、合金系、相和组织。

[教学难点] 组元、合金系、相和组织。

[教学方法] 讲授。

[教学内容]
1合金由两种或两种以上金属元素（或金属与非金属元素）熔合或烧结而成的具有金属特性的物质。

本章只讨论熔合合金。

例如，钢是铁与碳的合金，黄铜是铜与锌等元素组成的合金。

2 组元组成合金最基本的、独立的单元。

根据组元数目的多少，可将合金分为二元合金、三元合金等。

二元合金是指由两个组元组成的合金；由三个组元组成的，则称为“三元合金”，依次类推。

组元既可以是组成合金的化学元素，如普通黄铜的组元是铜和锌。

也可以是稳定的金属化合物，如铁碳合金中的Fe3C，镁硅合金中的Mg2Si等。

3 合金系两种或两种以上的组元按不同的比例配制成一系列不同成分的所有合金。

例如各种牌号的非合金钢就是由不同铁、碳含量的合金所构成的铁碳合金系。

4相金属中具有相同的化学成分、结构和物化性能，并与其它部分有明显界面分开的均匀部分。

固态下只有一个相的合金称为单相合金；由两个或两个以上相组成的合金称为多相合金。

注：1若合金是由成分、结构都相同的同一种晶粒构成的，则各晶粒虽有界面分开，却都属于同一种相，如纯铁在常温下是由单相α-Fe组成；
2若合金是由成分、结构互不相同的几种晶粒所构成，它们将属于不同的几种相，如铁中加碳后组成铁碳合金，由于铁与碳相互作用，又形成一种化合物Fe3C，因此，在铁碳合金中就出现了一种新相Fe3C（渗碳体），而形成双相组织（α-Fe相和Fe3C相）。

5 组织用金相观察方法看到的由形态、尺寸不同和分布方式不同的一种或多种相构成的总体。

一个相组成的合金，其组织称为单相组织，多个相组成的合金，其组织称为多相组织。

由于合金的性能取决于它的组织，而合金组织的性能又首先取决于合金中的相的性能。

所以为了掌握合金的组织和性能，就必须了解合金的相结构及其性能。

[小结] 合金、组元、合金系、相和组织。

第二节合金的相结构
[教学目的] 掌握合金的相结构的分类，理解固溶体的概念、分类、影响因素，了解金属化合物的分类，掌握固溶强化与弥散强化。

[教学重点] 固溶体与金属间化合物。

[教学难点] 固溶强化与弥散强化。

[教学方法] 讲授。

[教学内容]
合金的相结构是指合金中相的晶体结构，也就是说相结构是相中原子的具体排列规律。

合金可以形成不同的相，其结构比纯金属复杂。

不同相的原子排列方式（相结构）是不同的。

根据合金中各组元间的相互作用，合金中相的结构主要有固溶体与金属化合物。

一、固溶体
固溶体是指合金中的组元在固态下相互溶解而形成的均匀固相。

溶剂：保持其原有晶格类型的组元；
溶质：溶入溶剂中的组元。

根据溶质原子在溶剂晶格中所占的位置不同，固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体。

1 置换固溶体
是指溶质原子占据了部分溶剂晶格结点位置而形成的固溶体。

分类：
按溶解度不同，置换固溶体可分为无限固溶体和有限固溶体两种。

①无限固溶体：溶质原子与溶剂原子能以任何比例相互溶解所形成的固溶体。

如铜镍、铁铬合金。

②有限固溶体：溶质在溶剂中的溶解度是有限的固溶体。

有限固溶体中，溶质在固溶体中的极限浓度叫固溶度（即饱和浓度）。

在高温下饱和的固溶体，随着温度的降低，其固溶度降低，溶质原子将从固溶体中析出而形成新相。

影响固溶体结构形式和溶解度的因素：
①原子尺寸差别差别越小，越易形成固溶置换，且溶解度（固溶度）越大。

②负电性（夺取其他原子的电子，成为负离子的能力）差别越小，越易形成固溶体，溶解度亦大。

③电子浓度（电子结构，价电子数目/原子数目）差别越小，越易形成固溶体，溶解度亦大。

④晶体结构晶格结构相同时，溶解度大。

2 间隙固溶体
溶质原子占据溶剂晶格间隙处所形成的固溶体。

形成的条件：r
溶质/r
溶剂
≤0.59。

因此，形成间隙固溶体的溶质元素通常是原子半径小的非金属元素，如
碳、氮、氢、硼、氧等。

3 固溶强化
形成固溶体时，虽然保持着溶剂的晶格类型，但由于溶质原子的溶入，将会使固溶体的晶格常数发生变化而形成晶格畸变，增加了变形抗力，因而导致材料强度、硬度提高。

这种通过溶入溶质元素，使固溶体强度和硬度提高的现象称为固溶强化。

对于钢铁材料来说，固溶强化是其强化途径的一种；而对于非铁金属材料来说，固溶强化是重要的强化手段。

二、金属化合物
当溶质含量超过固溶体的溶解度时，若溶质的晶体结构不同于任意组成元素，则会出现新相，新相将是元素间相互作用而生成的一种新的物质，即为金属化合物或中间相。

1 分类：
根据形成条件和结构特点，常见的金属化合物有正常价化合物、电子化合物、间隙化合物三类。

①正常价化合物：负电性因素起主要作用，服从原子价规律。

②电子化合物：电子浓度起主要作用
③间隙化合物：原子尺寸因素起主要作用
2 弥散强化
金属化合物的晶格类型和性能不同于组成它的任一组元，一般熔点高，硬而脆，当金属化合物呈细小颗粒状均匀分布在固溶体基体上时，将使合金的强度、硬度和耐磨性明显提高，这一现象称为弥散强化。

因此，合金中的金属化合物是不可缺少的强化相；但由于金属化合物的塑性、韧性差，当合金中的金属化合物数量多或呈粗大、不均匀分布时，会降低合金的力学性能。

[小结] 合金的相结构的分类，固溶体的概念、分类、影响因素，固溶强化，金属化合物的分类，弥散强化
第三节二元合金相图的建立
[教学目的] 理解二元合金相图的表示方法，会建立二元合金相图。

[教学重点] 二元合金相图的建立。

[教学难点] 二元合金相图的建立。

[教学方法] 讲授。

[教学内容]
为了研究合金的性能与其成分、组织的关系，必须探求合金中各种组织的形成及其变化规律，为此提出相图。

相图又称状态图或平衡图，是表示在平衡（极其缓慢加热或冷却）条件下，合金系中各种合金状态与温度、成分之间关系的图形。

所以，通过相图可以了解合金系中任何成分的合金，在任何温度下的组织状态，在什么温度发生结晶和相变，存在几个相，每个相的成分是多少等。

但必须注意，非平衡状态时（即加热或冷却较快），相图中的特性点或特性线要发生偏离。

一、二元合金相图的表示方法
由两个组元组成的合金相图称为二元合金相图。

以Cu-Ni合金相图为例，来说明二元合金相图的表示方法。

图中纵坐
标表示温度，横坐标表示合金成分。

横坐标从左到右表示合金成分的变化,
即镍的质量分数W Ni由0向100%逐渐增大，而铜的质量分数W cu相应地由
100%向0逐渐减少。

在横坐标上任何一点都代表一种成分的合金，例如C
点代表W Ni为40%+W cu为60%的合金，而D点代表W Ni为80%+W cu为20%
的合金。

二、二元合金相图的建立
二元相图是以试验数据为依据，以温度为纵坐标、组成材料的成分为横坐标所绘制的线图。

二元相图最常用的测试方法是热分析法。

下面以Cu-Ni合金系为例作简要说明。

（a）Cu-Ni合金的冷却曲线（b）Cu-Ni合金相图
①配制不同成分的合金；
②测各合金的冷却曲线，并标注临界点；
③在温度-成分坐标图中，标出各成分合金的临界点；
④连接物理意义相同的临界点，得到Cu-Ni合金的相图。

[小结] 二元合金相图的建立。

第四节二元均晶相图
[教学目的] 会分析二元匀晶相图，理解二元匀晶相图中合金的结晶过程，掌握杠杆定律，理解枝晶偏析。

[教学重点] 二元匀晶相图中合金的结晶过程。

[教学难点] 二元匀晶相图中合金的结晶过程。

[教学方法] 讲授。

[教学内容]
两组元在液态和固态下均能无限互溶时，所构成的相图称为二元匀晶相图。

如Cu-Ni、Au-Ag、Fe-Ni 及W-Mo等合金的相图。

下面以Cu-Ni合金相图为例进行介绍。

一、相图分析
在下图中只有两条曲线，其中曲线ACB称为液相线，是各种成分的Cu-Ni合金在冷却时开始结晶或加热时合金完全熔化温度的连接线；而曲线ADB称为固相线，是各种成分合金在冷却时结晶终了或加热时开始熔化温度的连接线。

显然，液相线以上全为液相L，称为液相区；固相线以下全为固相α（为铜、镍组成的无限固溶体），称为固相区；液相线与固相线之间，则为液、固两相（L+α）区。

A为纯Cu的熔点（1083℃）；B为纯Ni的熔点（1452℃）。

(a) Cu-Ni合金匀晶相图(b) 结晶过程分析
二、合金的结晶过程
下面以合金I为例，讨论合金的平衡结晶过程。

合金自高温液态缓慢冷至液相线上t1温度时，开始从液相中结晶出固溶体α，成分为α1（其含镍量高于合金的含镍量）。

因结晶潜热放出，使冷速变缓，曲线出现拐点（图(b)C点）。

随着温度下降，α的数量逐渐增多，剩余的液相L数量逐渐减少。

温度冷至t2时，固溶体的成分为α2，液相的成分为l2（即含镍量低于合金的含镍量）；
冷至t3时，固溶体成分为α3，液相成分为l3；
当冷至t4时，最后一滴成分为l4的液相也转变为固溶体，从而完成结晶，此时固溶体成分又回到合金的成分α4。

可见，结晶过程中，液相的成分沿液相线向低镍量的方向变化（即l1→l2→l3→l4）；固溶体的成分沿固相线由高镍量向低镍量变化（即α1→α2→α3→α4）。

三、杠杆定律
某一成分的二元合金在某温度时，处于二元相图的两相区内，则两相之间的质量比可用“杠杆法则”求得。

在此温度处做一条水平线与该两相区的相界线相交，两个交点内水平线被合金的成分垂线分成两段，两相的质量比与这两线段的长度成反比，用相对百分数表示。

杠杆定律只适用于二元相图。

四、枝晶偏析
只有结晶过程是在充分缓慢冷却、原子能够充分扩散的条件下，才能得到成分均匀的α固溶体。

但在生产实际中，由于冷却速度较快，致使原子扩散过程来不及充分进行，所以晶粒中先结晶出来的固相含高熔点组元量较多，而后结晶的含高熔点的组元较少。

这种因结晶先后顺序造成的成分不均匀的现象称为枝晶偏析。

影响因素：①冷却速度；②原子扩散能力；③液相线和固相线的垂直距离（距离越大，枝晶偏析越严重）。

枝晶偏析的存在，严重降低了合金的力学性能、工艺性能、耐腐蚀性。

[小结] 二元匀晶相图分析，二元匀晶相图中合金的结晶过程，杠杆定律，枝晶偏析。

第五节二元共晶相图
[教学目的] 会分析二元共晶相图，理解二元共晶相图中合金的结晶过程。

[教学重点] 二元共晶相图中合金的结晶过程。

[教学难点] 二元共晶相图中合金的结晶过程。

[教学方法] 讲授。

[教学内容]
两组元在液态是无限互溶，固态时有限互溶（或不溶），并发生共晶转变所构成的相图称为二元共晶相图。

Pb-Sb、Al-Si、Pb-Sn、Ag-Cu等二元合金均有这类相图。

下面以Pb-Sn合金为例说明。

一、相图分析
下图Pb-Sn共晶相图。

图中有α、β、L三种相。

α是以Pb为溶剂，以Sn为溶质的有限固溶体；β是以Sn为溶剂，以Pb为溶质的有限固溶体。

Pb-Sn相图
图中有α、β、L三个单相区，L+α、L+β、α+β三个双相区。

由液、固相的存在区域可知，AEB为液相线，AMENB为固相线，A为Pb的熔点（327℃），B为Sn的熔点（232℃）。

图中在183℃有一条水平线MEN，此线为共晶反应线，E为共晶点。

所谓共晶反应，是指在一定的共晶温度下（183℃），液体合金（E点成分的L相）中同时结晶出两种成分和结构皆不相同的固相（M点成分的α相和N点成分的β相）的反应。

反应式为：
（αM+βN）
图中MF线及NG线分别为α固溶体和β固溶体的固溶线，也就是各自的饱和浓度线，其固溶浓度（即
溶解度）随温度的降低而减小。

二、典型合金的结晶过程
1 合金I的结晶过程
合金I的液体在缓冷到液相线的1点时，开始从液相中析出α相，继续冷却α相增加，直到2点全部转变为α固溶体。

这个过程实际上就是匀晶相图的结晶过程，从液相中结晶出来的α相称为一次晶。

匀晶反应完成后，在2、3点之间，合金为均匀的α单相组织，处于欠饱和状态。

当温度降到3点时，碰到α相的固溶线MF，该温度下α相中固溶的Sn量刚好达到饱和。

随着温度下降，α相的溶解度下降，α的浓度便处于过饱和状态，于是便从α相中把多余的Sn以细粒状β相的形式析出来，这称为二次晶（二次β相），写作βⅡ。

随温度下降，βⅡ数量逐渐增加。

可见，合金I在结晶过程中的反应为“匀晶反应+二次析出”，其室温下组织为α+βⅡ。

合金I结晶过程组织变化示意图合金Ⅱ结晶过程组织变化示意图
2 合金Ⅱ的结晶过程
合金Ⅱ具有共晶成分E（61.9%Sn），其结晶过程组织变化如上图所示。

合金缓冷至共晶温度183℃时，成分为E的液相L产生共晶反应，同时析出成分为M的α及成分为N 的β两相，反应终了时，获得α+β的共晶组织。

共晶反应完成后，在温度继续下降过程中，由于α的固溶度和β的固溶度沿MF线和NG线不断变化，从α中析出二次晶βⅡ，从β中析出二次晶αⅡ。

但由于αⅡ和βⅡ数量太少，且在组织中不易分辨，所以常忽略不计。

因此，合金Ⅱ结晶中的反应为“共晶反应+二次析出”，其室温组织为共晶组织（α+β）。

3 合金Ⅲ的结晶过程
合金Ⅲ的成分在M、E点之间，称为亚共晶合金。

液相冷却时，温度在1、2点之间为匀晶反应过程，在此过程中液固两相共存，并且随温度下降，固相α的成分沿AM线向M点变化，液相L的成分沿AE 向E点变化。

当温度降到2点即共晶温度时，剩余液相的成分变为共晶成分E，于是便发生共晶反应，转变为共晶组织（αM+βN）。

共晶反应后，随温度下降，α相与β相的成分沿MF和NG线改变，此时匀晶反应和共晶反应产物中的α都要析出βⅡ，β要析出αⅡ，室温组织为α+（α+β）+βⅡ。

合金Ⅲ结晶过程组织变化示意图 合金Ⅳ结晶过程组织变化示意图
由此可见，合金Ⅲ在结晶过程中的反应为“匀晶反应+共晶反应+二次析出”。

4 合金Ⅳ的结晶过程
合金Ⅳ属于过共晶合金，其结晶过程与亚共晶合金相似，其反应也是“匀晶反应+共晶反应+二次析出”。

所不同的是匀晶反应的初次晶为β，二次析出晶中能看到的为αⅡ，其室温组织为β+（α+β）+αⅡ。

综合上述，从相的角度来说，Pb-Sn 合金结晶的产物只有α和β两相。

[小结] 二元共晶相图分析，二元共晶相图中合金的结晶过程。

第六节 二元包晶相图
[教学目的] 会分析二元包晶相图，理解二元包晶相图中合金的结晶过程。

[教学重点] 二元包晶相图中合金的结晶过程。

[教学难点] 二元包晶相图中合金的结晶过程。

[教学方法] 讲授。

[教学内容]
两组元在液态无限互溶，在固态有限互溶并在结晶
时
发生包晶转变的相图，称为二元包晶相图。

主要有Pt-Ag 、
Ag-Sn 、Al-Pt 、Sn-Sb 等，Fe-C 合金系也包括这类型的相
图。

下面以Pt-Ag 包晶相图为例来说明。

一、相图分析
包晶反应则成分一定的液相和成分一定的固相在恒
定温度下互相作用生成另一恒定成分固相的反应。

凡是成
分位于P ～C 点之间的合金，在1186℃均发生包晶反应，
反
应式为： D 1186P C βα−−→←+︒C L 即在1186℃时，成分为C （66.3%Ag ）的液相L 与成分为P （10.5%Ag ）的初晶α相互作用，形成成分为D （42.4% Ag ）的β相。

其中D 点为包晶点。

成分为I 的合金在冷到D 点时，L 相与α相发生包晶反应正好全部消耗完，形成百分之百的D 点成分的β相。

二、典型合金的结晶过程
1 合金I 的结晶过程
合金Ⅰ包晶反应及组织变化示意图
反应产物β是在液相L 与固相α的交界面上形核、成长，先形成一层β相外壳，将α相“包于”其内。

此时三相共存，而且新相β对外不断消耗液相，向液相中长大，对内不断“吃掉”α相，向内扩张，直到液相和固相全部转变为β相为止。

由于是一相包着另一相进行反应，因此称为包晶反应。

2 合金II 的结晶过程
3 合金III 的结晶过程
[小结] 二元包晶相图分析，二元包晶相图中合金的结晶过程。

第七节 具有共析反应的二元合金相图
Pt-Ag 包晶相图
[教学目的] 了解共析反应。

[教学重点] 共析反应。

[教学难点] 共析反应。

[教学方法] 讲授。

[教学内容]
如图所示，c 点成分（共析成分）的合金由液相经过匀晶反应生成
γ相后，继续冷却到c 点温度（共析温度）时发生共析反应：
)(e d c βαγ+−−→←恒温
即在共析反应温度，浓度为c 的γ相中要同时析出浓度为d 的α相和浓
度为e 的β相。

这种在一定温度下由一种成分一定的固相转变成完全不同
的两种成分和结构完全不同的新固相的反应称为共析反应，生成的产物称
为共析体。

由于共析反应是在固态下进行的，原子扩散较困难，所以共析
产
物比共晶产物要细密得多。

[小结] 共析反应。

第八节 合金的性能与相图的关系
[教学目的] 了解合金的使用性能、铸造性能与相图的关系。

[教学重点] 均晶与共晶相图中，合金的强硬度、导电性与相图的关系，合金的铸造性能与相图的关系。

[教学难点] 均晶与共晶相图中，合金的强硬度、导电性与相图的关系。

[教学方法] 讲授。

[教学内容]
合金的力学及物理、化学性能决定于其成分及组织，合金的某些工艺性能如铸造性能还与其结晶特点有关。

而相图表明了合金的成分、组织及合金的结晶特点，因此，合金相图与合金性能之间必然存在着一定的联系。

利用相图可大致判断合金的性能。

一 使用性能与相图的关系
1 合金形成单相固溶体
当合金形成单相固溶体时，合金的性能与组元的性质及溶质原子的溶入量有关。

对于一定的溶剂和溶质来说，溶质溶入溶剂量愈多，则合金的强度、硬度愈高，导电率愈小。

总的来说，形成单相固溶体的合金具有较好的综合力学性能。

但是，固溶强化使合金所能提高的强度、硬度有限。

2 合金形成两相混合物
共晶和共析转变都会形成两相混合物。

在单相α固溶体和单相β固溶体区间，力学性能、物理性能与成分呈曲线关系，在两相区内，合金性能介于两组成相之间，与成分呈直线关系，是两相的平均值。

但应指出，只是当合金两相的晶粒较粗且分布均匀时，性能与成分的关系才符合直线关系。

当形成细小的共晶体和共析体时，合金的力学性能将偏离直线关系而出现如虚线所示的高峰。

二 铸造性能与相图的关系
相图中液相线和固相线之间距离越小，液体合金结晶的温度范围越窄，流动性越好，缩孔越集中，对浇注和铸造质量越有利。

合金的液、固相线温度间隔大时，形成枝晶偏析的倾向性大；同时先结晶出的树枝晶阻碍未结晶液体的流动，而降低其流动性，增多分散缩孔。

所以，铸造合金常选共晶或接近共晶的成分。

[小结] 合金的使用性能、铸造性能与相图的关系。

第九节 铁碳合金相图
[教学目的] 了解纯铁的同素异构，理解铁碳合金的基本组织，掌握铁碳合金相图。

共析相图
[教学重点] 铁碳合金相图。

[教学难点] 铁碳合金相图。

[教学方法] 讲授。

[教学内容]
钢铁是现代工业中应用最广泛的金属材料，其基本组元是铁和碳两种元素，故统称为铁碳合金。

普通的碳钢和铸铁均属于铁碳合金范畴。

为了熟悉钢铁材
料的组织与性能，以便在生产中合理使用，首先就必
须研究铁碳合金相图。

一纯铁的同素异构转变
在固态下随温度或压力的变化由一种晶格转变为
另一种晶格的现象称为同素异构转变。

钛、锡、钴、
锰等金属存在同素异构转变。

①常压下，液态铁在1538℃结晶后，得到体心立
方晶格，称为δ-Fe。

②δ-Fe在1394℃转变为面心立方晶格，称为γ
-Fe。

这个转变也是成核长大过程，γ-Fe的晶核在δ
-Fe的晶界上形成。

③γ-Fe冷却到912℃要转变为体心立方晶格，称
为α-Fe。

纯铁这种同素异构转变现象是钢铁能够由热处理
改变其组织结构，从而改变性能的内因和根据。

770℃为磁性转变点，又称居里点（A2）。

超过A2：，
纯铁失去铁磁性，A2以下纯铁具有强磁性。

注意点：
1同素异构亦由成核和长大两个基本过程来完成；
2同素异构转变时，存在较大的过冷度；
3同素异构转变过程中，有相变潜热产生，导致曲线上出现水平线段；
4同素异构时常伴有金属的体积变化。

工业纯铁虽然塑性较好，但强度较低，所以很少用来制造机械零件，常用的是铁碳合金。

二铁碳合金的基本组织
1铁素体（Ferrite）
碳溶于体心立方晶格的α-Fe中形成的间隙固溶体，称为铁素体。

用符号“F”或α表示。

在α-Fe溶碳量极小，727℃时最大0.0218%，室温时仅为0.0008%。

F的显微组织为多边形晶粒。

性能：F碳量很小，所以室温下，其力学性能和纯铁相差不大。

即塑性、韧性好，强度、硬度低。

铁素体存在磁性转变温度(770℃)。

铁素体晶体结构铁素体显微组织
2奥氏体（Austenite）
碳溶于面心立方晶格的γ-Fe中形成的间隙固溶体，称为奥氏体。

用符号“A”或γ表示。

1148℃时A溶碳量最大，为2.11%，727℃时为0.77%。

A为727℃以上存在的一种高温相，显微组织为多边形晶粒，但晶界比铁素体平直。

性能：A溶有较多的碳，故具有一定的强度和硬度，良好的塑性和韧性，易于锻造成型。

奥氏体晶体结构奥氏体显微组织
3 渗碳体
C表示，Wc=6.69％，熔点为1227℃。

铁和碳形成的一种具有复杂晶格的间隙化合物，用Fe
3
性能：力学性能特点是硬度高、脆性大，塑性、韧性几乎为零，是钢中的强化相。

根据生成条件不同渗碳体有条状、网状、片状、粒状等形态，它们的大小、数量、分布对铁碳合金性能有很大影响。

渗碳体有磁性转变，230℃以下具有弱磁性，230℃以上没有磁性。

渗碳体是碳在铁碳合金中的主要存在形式，是亚稳相，一定条件下可分解为铁和石墨。

4 珠光体
珠光体是A冷却时，在727℃发生共析转变的产物，是铁素体和渗碳体组成的机械混合物，用符号“P”表示，Wc=0.77%。

性能：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。

珠光体中，渗碳体一般呈片状分布在铁素体基体上，形成的显微组织形态酷似珍珠贝壳图纹，所以叫珠光体组织。

片状珠光体显微组织球状珠光体显微组织莱氏体显微组织
5 莱氏体（Ledeburite）
莱氏体是Wc=4.3%的铁碳合金冷却到1148℃时共晶转变的产物，是奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。

1148℃~727℃之间的莱氏体称为高温莱氏体，用符号“Ld”表示，由奥氏体和渗碳铁组成；727℃以下的莱氏体称为低温莱氏体，用符号“Ldˊ”表示，由渗碳体和珠光体组成。

性能：力学性能与渗碳体相似，硬度很高，塑性极差，几乎为零。

F、A、Fe3C是铁碳合金的基本相，P和Ld是由基本相混合形成的多相组织。

这些基本组织性能各异，其数量、形态、分布直接决定了铁碳合金的性能。

三、铁碳合金相图
铁与碳可形成Fe3C、Fe2C和FeC等一系列化合物，而稳定的化合物可以作为一个独立的组元，因此整个铁碳相图可以看作Fe-Fe3C、Fe-Fe2C和Fe-FeC等一系列二元相图组成。

Wc>5%的铁碳合金很脆，没有实用价值，因此只需要研究Wc<6.69%的Fe-Fe3C部分。

（一）Fe-Fe3C相图分析
分析Fe-Fe3C相图时，除了理解其组元和组成相的结构、基本性质外，还要熟悉各个重要的点、线、相区及其物理意义。

1 Fe-Fe3C相图中的特性点。