《金属材料与热处理》第四章铁碳合金
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学习情境四：铁碳合金 4.3
4、在焊接方面的应用 焊接时由焊缝到母材各区域的温度是不同的，根据Fe－Fe3C 相图可知，受到不同加热温度的各区域在随后的冷却中可能 会出现不同的组织和性能。这需要在焊接之后采用相应的热 处理方法加以改善。 5、在热处理方面的应用
Fe－Fe3C相图是制订热处理工艺的依据。应用Fe－Fe3C相 图可以正确选择各种碳钢的退火、正火、淬火等热处理的 加热温度范围。由于含碳量的不同，各种碳钢热处理的加 热温度和组织转变也各不相同，都可从状态图中求得。
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学习情境四：铁碳合金 4.4
1、在钢铁材料选用方面的应用
Fe－Fe3C相图反映了铁碳合金的组织、性能随成分的变化 规律，为钢铁材料的选用提供了依据。如各种型钢及桥梁、船 舶、各种建筑结构等，都需要强度较高、塑性及韧性好、焊接 性能好的材料，故一般选用含碳量较低（WC＜0.25％）的钢材； 各种机械零件要求强度、塑性、韧性等综合性能较好的材料， 一般选用碳含量适中（WC＝0.30％～0.55％）的钢；各类工具、 刃具、量具、模具要求硬度高，耐磨性好的材料，则可选用含 碳量较高（WC＝0.70％～1.2％）的钢。纯铁的强度低，不宜 用作工程材料。白口铸铁硬度高、脆性大，不能锻造和切削加 工，但铸造性能好，耐磨性高，适于制造不受冲击、要求耐磨、 形状复杂的工件，如冷轧辊、球磨机的铁球等。
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学习情境四：铁碳合金 4.4
低碳钢：Wc=0.1-0.25% 中碳钢：Wc=0.25-0.6% 高碳钢：Wc=0.6-1.4% 随着Wc的增加，硬度、强度都增加。
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学习情境四：铁碳合金 4.3
三、铁碳合金状态图的应用
1、在钢铁材料选用方面 2、在铸造生产上的应用 3、在锻造方面的应用 4、在焊接方面的应用 5、在热处理方面的应用
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学习情境四：铁碳合金 4.1
1、铁素体（符号F）
铁素体是碳溶于α-Fe中所形 成的间隙固溶体，体心立方晶格。 碳在α-Fe中的溶解度很小， 727℃时0.0218%；室温时为 0.0008%,几乎为零，力学性能与 纯铁相似。其强度和硬度很低， 塑性、韧性好。显微组织是明亮 的多边形晶粒。
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学习情境四：铁碳合金 4.1
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二、选择题
1、是具有（ ）晶格的铁。 A 体心立方 B 面心立方 C密排六方 D 无规则几何形状 2、合金发生固溶强化的主要原因（ ）。 A晶格类型发生了变化 B 晶粒细化 C 晶格发生畸形 D 晶界面积发生变化 3、铁碳合金相图上的共析线是（ ）。 A、ACD B、ECF C、PSK 4、组成合金的最基本的独立物质称为（ ）。 A、相 B、组元 C、组织 5、单晶体的滑移变形是在（ ）的作用下发生的。 A、切应力 B、拉应力 C、压力
2）AECF线 固相线，由各成分合金 结晶结束温度点所组成 的线。在此线以下，合 金完成结晶，全部变为 固体状态。
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学习情境四：铁碳合金 4.2
3）ECF水平线 共晶线，Wc＞2.11%的铁碳合金，缓冷至该线（1148℃） 时，均发生共晶转变，生成莱氏体。 4）ES线 碳在奥氏体中的溶解度 曲线，通常称为Acm线。 碳在奥氏体中最大溶解 度是E点（wC＝2.11 ％），随着温度的降低， 碳在奥氏体中的溶解度 减小，将由奥氏体中析 出二次渗碳体Fe3CⅡ。
学习情境四：铁碳合金
第四章 铁碳合金
1、了解铁碳合金的五种基本组织结构 和性能特点。 2、掌握简化的 Fe-Fe3C状态图特征线。
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学习情境四：铁碳合金
4.1 铁碳合金的基本组织和性能
铁碳合金：目前使用最广泛的钢铁材料，基本 组元是铁和碳，统称为铁碳合金。
铁碳合金可形成5种基本组织： 铁素体（符号F）、奥氏体（符号A）、渗碳体（符号 Fe3C）、珠光体（符号P）、莱氏体（符号Ld）
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学习情境四：铁碳合金 4.1
4、珠光体（符号P）
奥珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。是奥氏 体冷却时，在727℃恒温下发生共析转变的产物。显微组织 是铁素体与渗碳体片层状交替排列。性能介于铁素体和渗碳 体之间，强度较高，硬度适中，有一定的塑性。
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学习情境四：铁碳合金 4.1
5、莱氏体（符号Ld）
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学习情境四：铁碳合金 4.1
课堂习题
1、铁碳合金的基本组织有五种，它们 是 、 、 、 、 。 2、铁碳合金的基本相是 、 和 。 3、在铁碳合金基本组织中属于固溶体的 有 和 ，属于金属化合物的是 ，属于混合 物的有 和 。 4、分别填出下列铁碳合金组织的符号： 奥氏体 ，铁素体 ，渗碳体 ，珠光体 ，高温 莱氏体 ，低温莱氏体
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学习情境四：铁碳合金 4.2
7）S点 共析点，温度727℃， Wc=0.77% 成分为S点的奥氏体，冷 却到此温度时，发生共析 反应：As→P（Fp+Fe3C）
8）P点 碳在α-Fe中的最大溶解度, 温度727℃，Wc=0.0218%
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学习情境四：铁碳合金 4.2 二、相图中的特性线
1）ACD线 液相线，由各成分合金开始 结晶温度点所组成的线，铁 碳合金在此线以上处于液相。
莱氏体是由奥氏体和渗碳 体组成的机械混合物。是在 1148℃恒温下发生共晶转变的 产物，平均碳含量4.3%。
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学习情境四：铁碳合金 4.1
五种组织的分类和特点：
1）铁素体、奥氏体和渗碳体是单相组织，是铁碳合 金的基本相； 珠光体和莱氏体是由基本相组成的多相组织。
2）铁碳合金基本组织的性能特点，见表4-1。
2、奥氏体（符号A）
奥氏体是碳溶于γ-Fe中所 形成的间隙固溶体，面心立 方晶格。碳在γ-Fe中的溶碳 量较高，1148℃时2.11%； 1148℃时为0.77%。其强度和 硬度比铁素体高，塑性、韧 性也好。其晶粒呈多边形， 晶界较铁素体平直。
4
学习情境四：铁碳合金 4.1
3、渗碳体（符号Fe3C） 渗碳体是铁与碳形成 的金属化合物，碳含量是 6.69％，具有复杂的晶体 结构。其硬度很高，塑性 和韧性很差，脆性很大。
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学习情境四：铁碳合金 4.3
4.3 铁碳合金的平衡结晶过程
一、共析钢的结晶过程Ⅰ 二、亚共析钢的结晶过程Ⅱ 三、过共析钢的结晶过程Ⅲ 四、共晶白口铸铁结晶过程Ⅳ 五、亚共晶白口铸铁的结晶过程Ⅴ 六、过共晶白口铸铁的结晶过程
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学习情境四：铁碳合金 4.3
一、共析钢的结晶过程（Ⅰ ）
Wc=0.77% 液态合金——开始从液 相结晶出奥氏体—— 温度降到S点时，奥氏 体在恒温下发生共析转 变，转变为珠光体。 其室温组织是珠光体。
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学习情境四：铁碳合金 4.4
2、在铸造生产上的应用 根据Fe－Fe3C相图的液相线，可以找出不同成分的铁碳合 金的熔点，从而确定合金的）。从Fe－Fe3C相图中还可以看出，靠近 共晶成分的铁碳合金不仅熔点低，而且结晶温度区间也较 小，故具有良好的铸造性能。因此生产上总是将铸铁的成 分选在共晶成分附近。
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学习情境四：铁碳合金 4.3
3、在锻造方面的应用
碳钢在室温下塑性较差，变形较困难，只有将其加 热到单一奥氏体状态，才具有较高的塑性和较低的 强度，容易产生塑性变形。所以，锻、轧温度通常 选在单相奥氏体区内。一般始锻（或始轧）温度控 制在固相线以下100～200℃范围内，温度不宜太高， 以免钢材严重氧化或发生奥氏体晶界熔化（过烧）。 终锻（或终轧）温度，一般亚共析钢控制在稍高于 GS线，过共析钢控制在稍高于PSK线。温度不能太低， 以免钢材因塑性变差，导致产生裂纹。
三、相图中的相区
1）单相区 有F、A、L和Fe3C四个单相区 2）两相区 五个两相区：L＋A两相区、L+Fe3C两相区、A+Fe3C 两相区、A＋F两相区、F+Fe3C两相区 3）三相区 ECF共晶线是液相、奥氏体、渗碳体的三相共存线 （L、A、Fe3C） PSK共析线是奥氏体、铁素体、渗碳体的三相共存 线（A、F、Fe3C）
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学习情境四：铁碳合金 4.3
二、亚共析钢的结晶过程Ⅱ
亚共析钢在3点以前的结晶过 程与共析钢类似； 当缓冷到3点时，从均匀的奥 氏体中开始析出铁素体； 当缓冷到4点(727℃)时，剩 余的奥氏体的Wc=0.77%，发 生共析转变而形成珠光体；
亚共析钢的室温平衡组织均为铁素体+珠光体
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学习情境四：铁碳合金 4.3
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学习情境四：铁碳合金 4.1
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一~四单元 习题 一、 填空题
1、常见的金属晶体类型有（ ）晶格、（ ）晶格和（ ）晶格三种。 2、金属的整个结晶过程包括（ ）、（ ）两个基本过程组成。 3、根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位臵不同，固溶体分为（ ） 和（ ）两种。 4、合金常见的相图有（ ）、（ ）、包晶相图和具有稳定化合 物的二元相图。 5、铁碳合金的基本组织中属于固溶体的有（ ）和（ ）,属于金 属化合物的有（ ），属于混合物的有（ ）和莱氏体。 6、原子呈无序堆积状态的物体叫（ ）；原子呈有序、有规则排 列的物体叫（ ）。一般固态金属都属于（ ）。 7、常温下金属的塑性变形方式主要有（ ）和（ ）两种。 8、变形一般分为（ ）变形和（ ）变形两种，不能随载荷的去 除而消失的变形称为（ ）变形。 9、细化晶粒的根本途径是控制结晶时的（ ）及（ ）。 10、只有经过（ ）的金属才会发生再结晶。
一、相图中特征点的含义 1）A点 纯铁的熔点，温度 1538℃,Wc=0
2）G点 纯铁的同素异晶转变点， 冷却到912℃时,发生γF→α-Fe
3）Q点 600℃时,碳在α-Fe中的 溶度,Wc=0.0057%
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学习情境四：铁碳合金 4.2
4）D点 渗碳体熔点,温度 1227℃,Wc=6.69% 5）C点 共晶点，温度1148℃， Wc=4.3% 成分为C的液相，冷却 到此温度时，发生共晶 反应：Lc→Ld （AE+Fe3C） 6）E点 碳在γ-Fe中的最大溶解度,温度1148℃，Wc=2.11%
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学习情境四：铁碳合金 4.2
四、铁碳合金分类
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学习情境四：铁碳合金 4.2
课堂习题
1、铁碳合金相图是表示在缓慢冷却或加热条件下， 不同（ ）的铁碳合金的（ ）随（ ） 变化 的图形。 2、从奥氏体中析出的渗碳体称为（ ），从液体 中结晶出的渗碳体称为（ ）。 3、铁碳合金相图上的共析线是（ ）。 4、亚共析钢冷却到PSK线时，要发生共析转变，奥 氏体转变成（ ）。
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学习情境四：铁碳合金 4.2
4.2 Fe3C相图分析
• 铁碳合金相图是在缓慢冷却条件下，不同 成分的铁碳合金组织随温度变化规律的图。
• 目前应用的铁碳合金状态图是含碳量为0～ 6.69%的铁碳合金部分（即Fe－Fe3C部分）， 因为含碳量大于6.69％的铁碳合金在工业上无使 用价值。
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学习情境四：铁碳合金 4.2
4.4 铁碳合金相图的实际应用
一、含碳量与铁碳合金平衡组织间的关系
铁碳合金的室温组织都是由铁素体和滲碳体两相组成。 随着含碳量的增加，铁素体量逐渐减少，滲碳体量逐渐 增多，且它的形状和分布也有所不同，从而形成不同的 组织。
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学习情境四：铁碳合金 4.4 二、含碳量与力学性能间的关系
强度：当Wc<0.9％时，随 着Wc增加，不断提高；当 Wc>0.9％时，由于渗碳体 在晶界呈网状分布，使钢 的强度下降。 硬度：随Wc的增加而提高。 塑性：随Wc的增加而迅速降低。 冲击韧性：随Wc的增加而迅 速降低。
三、过共析钢的结晶过程Ⅲ
室温组织是珠光体+网状二 次滲碳体。
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学习情境四：铁碳合金 4.3
四、共晶白口铸铁结晶过程Ⅳ
Wc=4.3%
室温组织是低温莱氏体
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学习情境四：铁碳合金 4.3
五、亚共晶白口铸铁的结晶过程Ⅴ
室温组织是珠光体、二次 渗碳体和低温莱氏体。
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学习情境四：铁碳合金 4.3
六、过共晶白口铸铁的结晶过程
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室温组织是一次渗碳体和 低温莱氏体。
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学习情境四：铁碳合金 4.3
课堂练习 1、共析钢冷却到S点时，会发生共析转变， 从奥氏体中同时析出（ ）和（ ）的 混合物，称为（ ）。 2、过共晶白口铸铁的室温组织是（ ）加 （ ）。 3、共晶白口铸铁的含碳量为（ ）%
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学习情境四：铁碳合金 4.4
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学习情境四：铁碳合金 4.2
5）GS线 奥氏体冷却时开始向铁素体转变的温度线，通常称为A3线。
6）PSK水平线 共析线，通常称为A1 线。奥氏体冷却到共析 线温度（727℃）时， 将发生共析转变生成珠 光体（P），wC＞ 0.0218%的铁碳合金均 会发生共析转变。
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学习情境四：铁碳合金 4.2
学习情境四：铁碳合金 4.3
4、在焊接方面的应用 焊接时由焊缝到母材各区域的温度是不同的，根据Fe－Fe3C 相图可知，受到不同加热温度的各区域在随后的冷却中可能 会出现不同的组织和性能。这需要在焊接之后采用相应的热 处理方法加以改善。 5、在热处理方面的应用
Fe－Fe3C相图是制订热处理工艺的依据。应用Fe－Fe3C相 图可以正确选择各种碳钢的退火、正火、淬火等热处理的 加热温度范围。由于含碳量的不同，各种碳钢热处理的加 热温度和组织转变也各不相同，都可从状态图中求得。
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学习情境四：铁碳合金 4.4
1、在钢铁材料选用方面的应用
Fe－Fe3C相图反映了铁碳合金的组织、性能随成分的变化 规律，为钢铁材料的选用提供了依据。如各种型钢及桥梁、船 舶、各种建筑结构等，都需要强度较高、塑性及韧性好、焊接 性能好的材料，故一般选用含碳量较低（WC＜0.25％）的钢材； 各种机械零件要求强度、塑性、韧性等综合性能较好的材料， 一般选用碳含量适中（WC＝0.30％～0.55％）的钢；各类工具、 刃具、量具、模具要求硬度高，耐磨性好的材料，则可选用含 碳量较高（WC＝0.70％～1.2％）的钢。纯铁的强度低，不宜 用作工程材料。白口铸铁硬度高、脆性大，不能锻造和切削加 工，但铸造性能好，耐磨性高，适于制造不受冲击、要求耐磨、 形状复杂的工件，如冷轧辊、球磨机的铁球等。
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学习情境四：铁碳合金 4.4
低碳钢：Wc=0.1-0.25% 中碳钢：Wc=0.25-0.6% 高碳钢：Wc=0.6-1.4% 随着Wc的增加，硬度、强度都增加。
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三、铁碳合金状态图的应用
1、在钢铁材料选用方面 2、在铸造生产上的应用 3、在锻造方面的应用 4、在焊接方面的应用 5、在热处理方面的应用
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学习情境四：铁碳合金 4.1
1、铁素体（符号F）
铁素体是碳溶于α-Fe中所形 成的间隙固溶体，体心立方晶格。 碳在α-Fe中的溶解度很小， 727℃时0.0218%；室温时为 0.0008%,几乎为零，力学性能与 纯铁相似。其强度和硬度很低， 塑性、韧性好。显微组织是明亮 的多边形晶粒。
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二、选择题
1、是具有（ ）晶格的铁。 A 体心立方 B 面心立方 C密排六方 D 无规则几何形状 2、合金发生固溶强化的主要原因（ ）。 A晶格类型发生了变化 B 晶粒细化 C 晶格发生畸形 D 晶界面积发生变化 3、铁碳合金相图上的共析线是（ ）。 A、ACD B、ECF C、PSK 4、组成合金的最基本的独立物质称为（ ）。 A、相 B、组元 C、组织 5、单晶体的滑移变形是在（ ）的作用下发生的。 A、切应力 B、拉应力 C、压力
2）AECF线 固相线，由各成分合金 结晶结束温度点所组成 的线。在此线以下，合 金完成结晶，全部变为 固体状态。
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学习情境四：铁碳合金 4.2
3）ECF水平线 共晶线，Wc＞2.11%的铁碳合金，缓冷至该线（1148℃） 时，均发生共晶转变，生成莱氏体。 4）ES线 碳在奥氏体中的溶解度 曲线，通常称为Acm线。 碳在奥氏体中最大溶解 度是E点（wC＝2.11 ％），随着温度的降低， 碳在奥氏体中的溶解度 减小，将由奥氏体中析 出二次渗碳体Fe3CⅡ。
学习情境四：铁碳合金
第四章 铁碳合金
1、了解铁碳合金的五种基本组织结构 和性能特点。 2、掌握简化的 Fe-Fe3C状态图特征线。
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4.1 铁碳合金的基本组织和性能
铁碳合金：目前使用最广泛的钢铁材料，基本 组元是铁和碳，统称为铁碳合金。
铁碳合金可形成5种基本组织： 铁素体（符号F）、奥氏体（符号A）、渗碳体（符号 Fe3C）、珠光体（符号P）、莱氏体（符号Ld）
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4、珠光体（符号P）
奥珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。是奥氏 体冷却时，在727℃恒温下发生共析转变的产物。显微组织 是铁素体与渗碳体片层状交替排列。性能介于铁素体和渗碳 体之间，强度较高，硬度适中，有一定的塑性。
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5、莱氏体（符号Ld）
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课堂习题
1、铁碳合金的基本组织有五种，它们 是 、 、 、 、 。 2、铁碳合金的基本相是 、 和 。 3、在铁碳合金基本组织中属于固溶体的 有 和 ，属于金属化合物的是 ，属于混合 物的有 和 。 4、分别填出下列铁碳合金组织的符号： 奥氏体 ，铁素体 ，渗碳体 ，珠光体 ，高温 莱氏体 ，低温莱氏体
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学习情境四：铁碳合金 4.2
7）S点 共析点，温度727℃， Wc=0.77% 成分为S点的奥氏体，冷 却到此温度时，发生共析 反应：As→P（Fp+Fe3C）
8）P点 碳在α-Fe中的最大溶解度, 温度727℃，Wc=0.0218%
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学习情境四：铁碳合金 4.2 二、相图中的特性线
1）ACD线 液相线，由各成分合金开始 结晶温度点所组成的线，铁 碳合金在此线以上处于液相。
莱氏体是由奥氏体和渗碳 体组成的机械混合物。是在 1148℃恒温下发生共晶转变的 产物，平均碳含量4.3%。
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五种组织的分类和特点：
1）铁素体、奥氏体和渗碳体是单相组织，是铁碳合 金的基本相； 珠光体和莱氏体是由基本相组成的多相组织。
2）铁碳合金基本组织的性能特点，见表4-1。
2、奥氏体（符号A）
奥氏体是碳溶于γ-Fe中所 形成的间隙固溶体，面心立 方晶格。碳在γ-Fe中的溶碳 量较高，1148℃时2.11%； 1148℃时为0.77%。其强度和 硬度比铁素体高，塑性、韧 性也好。其晶粒呈多边形， 晶界较铁素体平直。
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3、渗碳体（符号Fe3C） 渗碳体是铁与碳形成 的金属化合物，碳含量是 6.69％，具有复杂的晶体 结构。其硬度很高，塑性 和韧性很差，脆性很大。
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4.3 铁碳合金的平衡结晶过程
一、共析钢的结晶过程Ⅰ 二、亚共析钢的结晶过程Ⅱ 三、过共析钢的结晶过程Ⅲ 四、共晶白口铸铁结晶过程Ⅳ 五、亚共晶白口铸铁的结晶过程Ⅴ 六、过共晶白口铸铁的结晶过程
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一、共析钢的结晶过程（Ⅰ ）
Wc=0.77% 液态合金——开始从液 相结晶出奥氏体—— 温度降到S点时，奥氏 体在恒温下发生共析转 变，转变为珠光体。 其室温组织是珠光体。
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学习情境四：铁碳合金 4.4
2、在铸造生产上的应用 根据Fe－Fe3C相图的液相线，可以找出不同成分的铁碳合 金的熔点，从而确定合金的）。从Fe－Fe3C相图中还可以看出，靠近 共晶成分的铁碳合金不仅熔点低，而且结晶温度区间也较 小，故具有良好的铸造性能。因此生产上总是将铸铁的成 分选在共晶成分附近。
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学习情境四：铁碳合金 4.3
3、在锻造方面的应用
碳钢在室温下塑性较差，变形较困难，只有将其加 热到单一奥氏体状态，才具有较高的塑性和较低的 强度，容易产生塑性变形。所以，锻、轧温度通常 选在单相奥氏体区内。一般始锻（或始轧）温度控 制在固相线以下100～200℃范围内，温度不宜太高， 以免钢材严重氧化或发生奥氏体晶界熔化（过烧）。 终锻（或终轧）温度，一般亚共析钢控制在稍高于 GS线，过共析钢控制在稍高于PSK线。温度不能太低， 以免钢材因塑性变差，导致产生裂纹。
三、相图中的相区
1）单相区 有F、A、L和Fe3C四个单相区 2）两相区 五个两相区：L＋A两相区、L+Fe3C两相区、A+Fe3C 两相区、A＋F两相区、F+Fe3C两相区 3）三相区 ECF共晶线是液相、奥氏体、渗碳体的三相共存线 （L、A、Fe3C） PSK共析线是奥氏体、铁素体、渗碳体的三相共存 线（A、F、Fe3C）
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学习情境四：铁碳合金 4.3
二、亚共析钢的结晶过程Ⅱ
亚共析钢在3点以前的结晶过 程与共析钢类似； 当缓冷到3点时，从均匀的奥 氏体中开始析出铁素体； 当缓冷到4点(727℃)时，剩 余的奥氏体的Wc=0.77%，发 生共析转变而形成珠光体；
亚共析钢的室温平衡组织均为铁素体+珠光体
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一~四单元 习题 一、 填空题
1、常见的金属晶体类型有（ ）晶格、（ ）晶格和（ ）晶格三种。 2、金属的整个结晶过程包括（ ）、（ ）两个基本过程组成。 3、根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位臵不同，固溶体分为（ ） 和（ ）两种。 4、合金常见的相图有（ ）、（ ）、包晶相图和具有稳定化合 物的二元相图。 5、铁碳合金的基本组织中属于固溶体的有（ ）和（ ）,属于金 属化合物的有（ ），属于混合物的有（ ）和莱氏体。 6、原子呈无序堆积状态的物体叫（ ）；原子呈有序、有规则排 列的物体叫（ ）。一般固态金属都属于（ ）。 7、常温下金属的塑性变形方式主要有（ ）和（ ）两种。 8、变形一般分为（ ）变形和（ ）变形两种，不能随载荷的去 除而消失的变形称为（ ）变形。 9、细化晶粒的根本途径是控制结晶时的（ ）及（ ）。 10、只有经过（ ）的金属才会发生再结晶。
一、相图中特征点的含义 1）A点 纯铁的熔点，温度 1538℃,Wc=0
2）G点 纯铁的同素异晶转变点， 冷却到912℃时,发生γF→α-Fe
3）Q点 600℃时,碳在α-Fe中的 溶度,Wc=0.0057%
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学习情境四：铁碳合金 4.2
4）D点 渗碳体熔点,温度 1227℃,Wc=6.69% 5）C点 共晶点，温度1148℃， Wc=4.3% 成分为C的液相，冷却 到此温度时，发生共晶 反应：Lc→Ld （AE+Fe3C） 6）E点 碳在γ-Fe中的最大溶解度,温度1148℃，Wc=2.11%
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四、铁碳合金分类
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学习情境四：铁碳合金 4.2
课堂习题
1、铁碳合金相图是表示在缓慢冷却或加热条件下， 不同（ ）的铁碳合金的（ ）随（ ） 变化 的图形。 2、从奥氏体中析出的渗碳体称为（ ），从液体 中结晶出的渗碳体称为（ ）。 3、铁碳合金相图上的共析线是（ ）。 4、亚共析钢冷却到PSK线时，要发生共析转变，奥 氏体转变成（ ）。
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4.2 Fe3C相图分析
• 铁碳合金相图是在缓慢冷却条件下，不同 成分的铁碳合金组织随温度变化规律的图。
• 目前应用的铁碳合金状态图是含碳量为0～ 6.69%的铁碳合金部分（即Fe－Fe3C部分）， 因为含碳量大于6.69％的铁碳合金在工业上无使 用价值。
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学习情境四：铁碳合金 4.2
4.4 铁碳合金相图的实际应用
一、含碳量与铁碳合金平衡组织间的关系
铁碳合金的室温组织都是由铁素体和滲碳体两相组成。 随着含碳量的增加，铁素体量逐渐减少，滲碳体量逐渐 增多，且它的形状和分布也有所不同，从而形成不同的 组织。
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学习情境四：铁碳合金 4.4 二、含碳量与力学性能间的关系
强度：当Wc<0.9％时，随 着Wc增加，不断提高；当 Wc>0.9％时，由于渗碳体 在晶界呈网状分布，使钢 的强度下降。 硬度：随Wc的增加而提高。 塑性：随Wc的增加而迅速降低。 冲击韧性：随Wc的增加而迅 速降低。
三、过共析钢的结晶过程Ⅲ
室温组织是珠光体+网状二 次滲碳体。
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学习情境四：铁碳合金 4.3
四、共晶白口铸铁结晶过程Ⅳ
Wc=4.3%
室温组织是低温莱氏体
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学习情境四：铁碳合金 4.3
五、亚共晶白口铸铁的结晶过程Ⅴ
室温组织是珠光体、二次 渗碳体和低温莱氏体。
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六、过共晶白口铸铁的结晶过程
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室温组织是一次渗碳体和 低温莱氏体。
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课堂练习 1、共析钢冷却到S点时，会发生共析转变， 从奥氏体中同时析出（ ）和（ ）的 混合物，称为（ ）。 2、过共晶白口铸铁的室温组织是（ ）加 （ ）。 3、共晶白口铸铁的含碳量为（ ）%
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学习情境四：铁碳合金 4.2
5）GS线 奥氏体冷却时开始向铁素体转变的温度线，通常称为A3线。
6）PSK水平线 共析线，通常称为A1 线。奥氏体冷却到共析 线温度（727℃）时， 将发生共析转变生成珠 光体（P），wC＞ 0.0218%的铁碳合金均 会发生共析转变。
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