铁碳合金的相图的详细讲解 (精品)(课堂PPT)
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铁碳合金优秀课件
研究 Fe -Fe3C 为主
铁碳合金中的C 有两种存在形式：渗碳体Fe3C 和石墨
∴铁碳相图存在 Fe -Fe3C 和 Fe –石墨两种形式
11.12.2020
3
1.铁碳合金基本相和组织
1.1、基本相 1）纯铁 铁具有典型的同素异构转变 TmFe =1538℃
1394℃
912℃
δ-Fe
γ-Fe
α-Fe
21
6.亚共晶白口铁 ( Wc = 3.0% )
11.12.2020
22
亚共晶白口铁组织金相图
黑色树枝状：珠光体
树枝状P体周围的白色网状物：二次渗碳体 黑白相间的混合物：低温莱氏体
11.12.2020
23
7.过共晶白口铁 ( Wc = 5.0% )
11.12.2020
24
过共晶白口铁组织金相图
白色条状：一次渗碳体
其余：珠光体
11.12.2020
25
标注了组织组成物的相图
11.12.2020
26
组织组成物: F ; P
杠杆定律
0.77-0.45
F=
100%=43%
0.77-0.02
0.02
0.02 0.45 0.77
6.67
P=
100% = 57%
0.77-0.02 相组成物: F ; Fe3C
小结
杠杆定律
三、应用(Application)
11.12.2020
2
简介 铁碳合金— 碳钢和铸铁 使用最广泛的金属材料。 铁与碳两个组元可形成的化合物：
Fe3C (wC=6.67%) , Fe2C, FeC
工业纯铁： wC ≤ 0.0218 % 碳钢：0.0218 %< wC ≤ 2.11% 铸铁：2.11% < wC ≤ 6.67%
铁碳合金相图PPT课件
奥氏体性能：相对于铁素体具有一定的强度和硬度，塑性 和韧性也好。 （σb=400 MPa，170~220HBS），塑性和 韧性也好（δ=40%~50%）。具有顺磁性，可作为无磁钢。5
无磁钢：没有铁磁性从而不能被磁化的稳定奥氏体钢。Fe-MnAl-C系列奥氏体，其电磁性能(磁导率)，组织稳定，力学性能 优良，磁导率低而电阻率高，在磁场中的涡流损耗极小。
0.77 c 0.77 0.0218
100%
P
c 0.0218 0.77 0.0218
100%
6.69 c 6.69 0.0218
100%
Fe3C
c 0.0218 6.69 0.0218
100%
30
亚共析钢的组织
所有的亚共析钢室温组织都是由铁素体和珠光体 组成，其差别仅是铁素体与珠光体的相对量不同， Wc越高，珠光体越多，铁素体越少。
无磁钢的用途： （1）石油钻井无线随钻侧斜系统(MWD)：是在油田钻井过程
中的专业定向仪器。一般用于定向井，而定向井需要测斜度及 方位的，测斜时仪器在无磁钻具内部可以免受外界磁场的影响 从而保证结果的准确性。 （2）高压电器和大中型变压器油箱内壁、铁芯拉板、线圈夹 件、螺栓、套管、法兰盘等漏磁场中的结构件； （3）起重电磁铁吸盘、磁选设备筒体、选箱以及除铁器、选 矿设备等；
100%
13.4%
35
过共晶白口铸铁(Wc=5%)
Ld
6.69 6.69
5.0 4.3
100%
71%
Fe3C
5.0 4.3 100% 6.69 4.3
29%
无磁钢：没有铁磁性从而不能被磁化的稳定奥氏体钢。Fe-MnAl-C系列奥氏体，其电磁性能(磁导率)，组织稳定，力学性能 优良，磁导率低而电阻率高，在磁场中的涡流损耗极小。
0.77 c 0.77 0.0218
100%
P
c 0.0218 0.77 0.0218
100%
6.69 c 6.69 0.0218
100%
Fe3C
c 0.0218 6.69 0.0218
100%
30
亚共析钢的组织
所有的亚共析钢室温组织都是由铁素体和珠光体 组成，其差别仅是铁素体与珠光体的相对量不同， Wc越高，珠光体越多，铁素体越少。
无磁钢的用途： （1）石油钻井无线随钻侧斜系统(MWD)：是在油田钻井过程
中的专业定向仪器。一般用于定向井，而定向井需要测斜度及 方位的，测斜时仪器在无磁钻具内部可以免受外界磁场的影响 从而保证结果的准确性。 （2）高压电器和大中型变压器油箱内壁、铁芯拉板、线圈夹 件、螺栓、套管、法兰盘等漏磁场中的结构件； （3）起重电磁铁吸盘、磁选设备筒体、选箱以及除铁器、选 矿设备等；
100%
13.4%
35
过共晶白口铸铁(Wc=5%)
Ld
6.69 6.69
5.0 4.3
100%
71%
Fe3C
5.0 4.3 100% 6.69 4.3
29%
铁碳合金的相图的最全详细讲解
铁碳合金的相图的最全详细讲解
铁素体组织金相图
铁碳合金的相图的最全详细讲解
⑵ 奥氏体:
碳在 -Fe中的固溶体称奥氏体。用A或 表示8℃时最大为2.11%。727 ℃时为0.77%
组织为不规则多面体晶粒， 晶界较直。强度低、塑性
好，钢材热加工都在 区
铁碳合金的相图的最全详细讲解
共晶白口铁组织金相图
铁碳合金的相图的最全详细讲解
6.亚共晶白口铁 ( Wc = 3.0% )
铁碳合金的相图的最全详细讲解
亚共晶白口铁组织金相图
铁碳合金的相图的最全详细讲解
7.过共晶白口铁 ( Wc = 5.0% )
铁碳合金的相图的最全详细讲解
过共晶白口铁组织金相图
工业纯铁 ( ingot iron )
共析钢
( eutectoid steel )
亚共析钢 ( hypoeutectoid steel )
过共析钢 ( hypereutectoid steel )
共晶白口铁 ( eutectoid white iron )
亚共晶白口铁( hypoeutectoid white iron )
铁碳合金的相图的最全详细讲解
二.制定热加工工艺方面的应用
铁碳合金的相图的最全详细讲解
本章小结
三种典型的金属晶体结构 晶体缺陷：点、线、面 过冷度、结晶过程 晶粒大小对金属性能的影响、细化晶粒的方法 同素异构 合金的相结构、固溶强化 铁碳合金的基本组织、铁碳合金相图
铁碳合金的相图的最全详细讲解
⒉ 特征线 ⑴ 液相线—ACD，
固相线—AECF ⑵ 水平线：
ECF：共晶线LC⇄ E+Fe3C
共晶产物是A与Fe3C的机械混合 物，称作莱氏体, 用Le表示。为 蜂窝状, 以Fe3C为基，性能硬而 脆。
铁碳合金的相图的详细讲解 PPT
铁碳合金的相图的详细讲解
一、铁碳合金的基本组织
⒈ 组元：Fe、 Fe3C ⒉相
⑴ 铁素体：
碳在-Fe中的固溶体称铁素 体, 用F 或 表示。
铁素体
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。
高温莱氏体：727 ℃以上，奥氏体与渗碳体，以Le表示 低温莱氏体：727 ℃以下，珠光体与渗碳体，以L’e表示 为蜂窝状, 以Fe3C为基，性能硬而脆。
莱氏体
莱氏体 ( Ld )
相图的建立
相图的建立
热分析法
温 度
温
温
度
度
时间 A 90 70 50 30 B
温
度
L
a
L + S
S
A
ab : 液相线 ab : 固相线 L : 液相区 S : 固相区 L+S:液固共存区
亚共晶白口铁( hypoeutectoid white iron )
过共晶白口铁( hypereutectoid white iron )
1.工业纯铁 ( Wc < 0.0218% )
工业纯铁组织金相图
2. 共析钢 ( Wc = 0.77% )
共析钢组织金相图
3.亚共析钢 ( Wc = 0.45% )
莱氏体
（二）铁碳合金的组织转变
工业纯铁 ( ingot iron )
共析钢
( eutectoid steel )
亚共析钢 ( hypoeutectoid steel )
过共析钢 ( hypereutectoid steel )
共晶白口铁 ( eutectoid white iron )
一、铁碳合金的基本组织
⒈ 组元：Fe、 Fe3C ⒉相
⑴ 铁素体：
碳在-Fe中的固溶体称铁素 体, 用F 或 表示。
铁素体
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。
高温莱氏体：727 ℃以上，奥氏体与渗碳体，以Le表示 低温莱氏体：727 ℃以下，珠光体与渗碳体，以L’e表示 为蜂窝状, 以Fe3C为基，性能硬而脆。
莱氏体
莱氏体 ( Ld )
相图的建立
相图的建立
热分析法
温 度
温
温
度
度
时间 A 90 70 50 30 B
温
度
L
a
L + S
S
A
ab : 液相线 ab : 固相线 L : 液相区 S : 固相区 L+S:液固共存区
亚共晶白口铁( hypoeutectoid white iron )
过共晶白口铁( hypereutectoid white iron )
1.工业纯铁 ( Wc < 0.0218% )
工业纯铁组织金相图
2. 共析钢 ( Wc = 0.77% )
共析钢组织金相图
3.亚共析钢 ( Wc = 0.45% )
莱氏体
（二）铁碳合金的组织转变
工业纯铁 ( ingot iron )
共析钢
( eutectoid steel )
亚共析钢 ( hypoeutectoid steel )
过共析钢 ( hypereutectoid steel )
共晶白口铁 ( eutectoid white iron )
铁碳相图简介PPT课件
上述Wc=2.11%具有重要的意义，它是钢和铸铁 (生铁)的理论分界线。
2021
30
Wc对铁碳合金机械性能的影响
F为软韧相，Fe3C为硬脆相，故Fe-C合金的力学性能取决于
α和Fe3C两相的相对量及它们的相互分布特征。
硬度（HB） 延伸率δ（塑性、韧性） 强度（Mpa）
铁素体 50-80 30％-50％
2021
28
（2）钢
▪ 钢 （ steel） 是 含 碳 量 在 ( Wc=0.0218～
2.11%)之间的Fe、C合金。其特点是：
▪ 高温组织为单相的γ，具有很好的塑性。因而 可以进行锻造、轧制等压力加工。根据其室温 组织的不同，碳钢（carbon steel）又可分为：
▪ 共析钢（eutectoid steel）：Wc=0.77%
2021
36
一、锻造工艺学及其性质
▪ 锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力， 使其产生塑性变形，以获得具有一定机械性 能、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。
▪ 锻造和冲压同属塑性加工性质，统称锻压
2021
37
锻造生产的特点及其在国民经济中的作用
▪ 特点 ▪ 地位
2021
38
大型锻件主要应用于以下方面
2021
3
Fe—C合金概述
▪ 在铁碳合金中，Fe与C可以形成一系列化合物：Fe3C、
Fe2C、FeC。 所 以 ， Fe-C 相 图 可 以 划 分 Fe3C-Fe2C, Fe2C-FeC和FeC-C四个部分
。成由Fe于-F化e3合C,
物是硬脆相，后面三部分相图实际上没有应用价值
（工业上使用的铁碳合金含碳量不超过5％），因此，
③ PQ线： 碳在α中的溶解度 线.。冷却时从α中 开 始 析 出 Fe3CⅢ 或 加 热 时 Fe3CⅢ 全 部 溶入α中的转变线.
2021
30
Wc对铁碳合金机械性能的影响
F为软韧相，Fe3C为硬脆相，故Fe-C合金的力学性能取决于
α和Fe3C两相的相对量及它们的相互分布特征。
硬度（HB） 延伸率δ（塑性、韧性） 强度（Mpa）
铁素体 50-80 30％-50％
2021
28
（2）钢
▪ 钢 （ steel） 是 含 碳 量 在 ( Wc=0.0218～
2.11%)之间的Fe、C合金。其特点是：
▪ 高温组织为单相的γ，具有很好的塑性。因而 可以进行锻造、轧制等压力加工。根据其室温 组织的不同，碳钢（carbon steel）又可分为：
▪ 共析钢（eutectoid steel）：Wc=0.77%
2021
36
一、锻造工艺学及其性质
▪ 锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力， 使其产生塑性变形，以获得具有一定机械性 能、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。
▪ 锻造和冲压同属塑性加工性质，统称锻压
2021
37
锻造生产的特点及其在国民经济中的作用
▪ 特点 ▪ 地位
2021
38
大型锻件主要应用于以下方面
2021
3
Fe—C合金概述
▪ 在铁碳合金中，Fe与C可以形成一系列化合物：Fe3C、
Fe2C、FeC。 所 以 ， Fe-C 相 图 可 以 划 分 Fe3C-Fe2C, Fe2C-FeC和FeC-C四个部分
。成由Fe于-F化e3合C,
物是硬脆相，后面三部分相图实际上没有应用价值
（工业上使用的铁碳合金含碳量不超过5％），因此，
③ PQ线： 碳在α中的溶解度 线.。冷却时从α中 开 始 析 出 Fe3CⅢ 或 加 热 时 Fe3CⅢ 全 部 溶入α中的转变线.
铁碳平衡相图详解 PPT课件
1.2 以特性点标注的铁碳相图
注：虚线、点划 线的意义——— 尚未准确确定的 数据、磁学转变 线、有序2.1 分析步骤
① 以稳定的化合物分割相图（Fe3C）； ② 以特殊的成分分割相图（钢*与铁的区分）； ③ 确定各点、线、区的意义； ④ 分析特征合金的结晶过程及其组织演化； ⑤ 说明相图的实际应用
续前页
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）， W(c) ＞0.0218%的铁碳合金均会发生共析转变。
7）GP线 0＜ W(c) ＜0.0218%的铁碳合金，缓冷时，由奥氏体
中析出铁素体的终了线。
续前页
8）PQ线 碳在铁素体中的溶解度曲线。在727℃时， W(c)
*——此处讨论的钢仅限于碳钢，暂不涉及合金钢。
2.2 铁碳相图的几何规律
相邻相区的相数差1（点接触除外）——相区接触法则； 三相区的形状是一条水平线，其上三点是平衡相的成分 点。 若两个三相区中有两个相同的相，则两水平线之间必是 由这两相组成的两相区。 单相区边界线的延长线应进入相邻的两相区。
亚共析钢
0.0218%<W(c)<0.77%
过共析钢
0.77%<W(c)<2.11%
共晶白口铁 W(c)=4.3%
亚共晶白口铁 2.11%<W(c)<4.3%
过共晶白口铁 4.3%<W(c)<6.69%
*—— 按含碳量和室温组织分类
4. 典型铁碳合金的结晶过程分析——以钢为例
① 共析钢 ② 亚共析钢 ③ 过共析钢
As→P（Fp+Fe3C）；
附：铁碳平衡图中所有的特性点
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析转变。 二个重要温度: 1148 ℃ 、727 ℃ 。
21
Fe - Fe3C 相图
A
T°
L
D
L+A
E
A
G
A+
A+F S Fe3CⅡ F P ( F+ Fe3C )
P
Q P+F
P+Fe3CⅡ
1148℃
C
( A+Fe3C )
Ld
A+Ld+Fe3CⅡ
P+Ld’+Fe3CⅡ Ld’
( P+Fe3C )
27
工业纯铁组织金相图
28
2. 共析钢 ( Wc = 0.77% )
29
共析钢组织金相图
30
3.亚共析钢 ( Wc = 0.45% )
31
亚共析钢组织金相图
32
4.过共析钢 ( Wc = 1.2% )
33
过共析钢组织金相图
34
5.共晶白口铁 ( Wc = 4.3% )
35
共晶白口铁组织金相图
莱氏体
10
莱氏体 ( Ld )
11
相图的建立
12
相图的建立
名称 熔点 合金1 合金2 合金3 …….. 合金9 合金10 合金11
A金属 高
100% 90% 80% …….. 20% 10% 0%
B金属 低 0% 10% 20%
……. 80% 90% 100%
13
热分析法
14
温 度
温
温
度
度
过共析钢 ( hypereutectoid steel )
共晶白口铁 ( eutectoid white iron )
亚共晶白口铁( hypoeutectoid white iron )
过共晶白口铁( hypereutectoid white iron )
26
1.工业纯铁 ( Wc < 0.0218% )
36
6.亚共晶白口铁 ( Wc = 3.0% )
37
亚共晶白口铁组织金相图
38
7.过共晶白口铁 ( Wc = 5.0% )
39
过共晶白口铁组织金相图
40
Fe - Fe3C 相图的应用
选择材料方面的应用 制定热加工工艺方面的应用
41
一.选择材料方面的应用
1. 分析零件的工作条件, 根据铁碳合金 成分、组织、性能之间的变化规律进 行选择材料。
§2-5 铁碳合金的组织与状态图
铁碳合金—碳钢和铸铁，是工业应用最广的合金。 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，都可作为 纯组元看待。
含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆，已无实用价值。
时间
A 90 70 50 30 B 15
温
度
L
a
L + S
S
A
ab : 液相线 ab : 固相线 L : 液相区 S : 固相区 L+S:液固共存区
b
B
16
二、铁碳合金状态图
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 和铸造等工艺依据.
3
⑵ 奥氏体:
碳在 -Fe中的固溶体称奥氏体。用A或 表示。
是面心立方晶格的间隙固溶体。溶碳能力比铁素体大， 1148℃时最大为2.11%。727 ℃时为0.77%
组织为不规则多面体晶粒， 晶界较直。强度低、塑性
好，钢材热加工都在 区
进行. 碳钢室温组织中无奥氏体。
奥氏体
4
奥氏体组织金相图
要以Fe3C或石墨的形式存在。
铸铁中的石墨
6
渗碳体组织金相图
7
⑷珠光体：铁素体与Fe3C的机械混合物，用P表示。
珠光体的组织特点是两相 呈片层相间分布,性能介 于两相之间。
珠光体
8
珠光体 ( P )
9
⑸莱氏体： 与Fe3C的机械混合物
高温莱氏体：727 ℃以上，奥氏体与渗碳体，以Le表示 低温莱氏体：727 ℃以下，珠光体与渗碳体，以L’e表示 为蜂窝状, 以Fe3C为基，性能硬而脆。
L+ Fe3CⅠ F
Ld+Fe3CⅠ
727℃ K
Ld’+Fe3CⅠ
0.0218%C 0.77%C Fe
2.11%C
4.3%C
6.69%C Fe232C
⒈ 特征点
⇄
⇄ ⇄
⇄ ⇄
J N
A
G
F +A
L+A
L
L+Fe3C
A +Fe3C
P +Fe3C
23
⒉ 特征线 ⑴ 液相线—ACD，
固相线—AECF
44
45
⑵ 水平线：
ECF：共晶线LC⇄ E+Fe3C
共晶产物是A与Fe3C的机械混合 物，称作莱氏体, 用Le表示。为 蜂窝状, 以Fe3C为基，性能硬而 脆。
莱氏体
24
25
（二）铁碳合金的组织转变
工业纯铁 ( ingot iron )
共析钢
( eutectoid steel )
亚共析钢 ( hypoeutectoid steel )
5
⑶ 渗碳体：即Fe3C, 含碳6.69%, 用Fe3C或Cm表示。 Fe3C硬度高、强度低(b35MPa), 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。
钢中的渗碳体
由于碳在-Fe中的溶解度很小，
因而常温下碳在铁碳合金中主
2. 根据铁碳合金成分、组织、性能之间 的变化规律 , 确定选定材料的工作范 围。
42
二.制定热加工工艺方面的应用
43
本章小结
三种典型的金属晶体结构 晶体缺陷：点、线、面 过冷度、结晶过程 晶粒大小对金属性能的影响、细化晶粒的方法 同素异构 合金的相结构、固溶强化 铁碳合金的基本组织、铁碳合金相图
1
一、铁碳合金的基本组织
⒈ 组元：Fe、 Fe3C ⒉相
⑴ 铁素体：
碳在-Fe中的固溶体称铁素 体, 用F 或 表示。
铁素体
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。
2
铁素体组织金相图
17
含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆， 已无实用价值。
实际所讨论的铁碳合金相图是Fe- Fe3C相图。
Fe
Fe3C Fe2C
FeC
C%(at%) →
C
18
Fe - Fe3C 相图
T°
Fe
Fe193C
20
(一)铁碳合金状态图中主要点和线的意义
五个重要的成份点: P、S、E、C、K。 四条重要的线: EF、ES、GS、FK。 三个重要转变: 包晶转变、共晶转变、共
21
Fe - Fe3C 相图
A
T°
L
D
L+A
E
A
G
A+
A+F S Fe3CⅡ F P ( F+ Fe3C )
P
Q P+F
P+Fe3CⅡ
1148℃
C
( A+Fe3C )
Ld
A+Ld+Fe3CⅡ
P+Ld’+Fe3CⅡ Ld’
( P+Fe3C )
27
工业纯铁组织金相图
28
2. 共析钢 ( Wc = 0.77% )
29
共析钢组织金相图
30
3.亚共析钢 ( Wc = 0.45% )
31
亚共析钢组织金相图
32
4.过共析钢 ( Wc = 1.2% )
33
过共析钢组织金相图
34
5.共晶白口铁 ( Wc = 4.3% )
35
共晶白口铁组织金相图
莱氏体
10
莱氏体 ( Ld )
11
相图的建立
12
相图的建立
名称 熔点 合金1 合金2 合金3 …….. 合金9 合金10 合金11
A金属 高
100% 90% 80% …….. 20% 10% 0%
B金属 低 0% 10% 20%
……. 80% 90% 100%
13
热分析法
14
温 度
温
温
度
度
过共析钢 ( hypereutectoid steel )
共晶白口铁 ( eutectoid white iron )
亚共晶白口铁( hypoeutectoid white iron )
过共晶白口铁( hypereutectoid white iron )
26
1.工业纯铁 ( Wc < 0.0218% )
36
6.亚共晶白口铁 ( Wc = 3.0% )
37
亚共晶白口铁组织金相图
38
7.过共晶白口铁 ( Wc = 5.0% )
39
过共晶白口铁组织金相图
40
Fe - Fe3C 相图的应用
选择材料方面的应用 制定热加工工艺方面的应用
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一.选择材料方面的应用
1. 分析零件的工作条件, 根据铁碳合金 成分、组织、性能之间的变化规律进 行选择材料。
§2-5 铁碳合金的组织与状态图
铁碳合金—碳钢和铸铁，是工业应用最广的合金。 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，都可作为 纯组元看待。
含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆，已无实用价值。
时间
A 90 70 50 30 B 15
温
度
L
a
L + S
S
A
ab : 液相线 ab : 固相线 L : 液相区 S : 固相区 L+S:液固共存区
b
B
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二、铁碳合金状态图
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 和铸造等工艺依据.
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⑵ 奥氏体:
碳在 -Fe中的固溶体称奥氏体。用A或 表示。
是面心立方晶格的间隙固溶体。溶碳能力比铁素体大， 1148℃时最大为2.11%。727 ℃时为0.77%
组织为不规则多面体晶粒， 晶界较直。强度低、塑性
好，钢材热加工都在 区
进行. 碳钢室温组织中无奥氏体。
奥氏体
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奥氏体组织金相图
要以Fe3C或石墨的形式存在。
铸铁中的石墨
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渗碳体组织金相图
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⑷珠光体：铁素体与Fe3C的机械混合物，用P表示。
珠光体的组织特点是两相 呈片层相间分布,性能介 于两相之间。
珠光体
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珠光体 ( P )
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⑸莱氏体： 与Fe3C的机械混合物
高温莱氏体：727 ℃以上，奥氏体与渗碳体，以Le表示 低温莱氏体：727 ℃以下，珠光体与渗碳体，以L’e表示 为蜂窝状, 以Fe3C为基，性能硬而脆。
L+ Fe3CⅠ F
Ld+Fe3CⅠ
727℃ K
Ld’+Fe3CⅠ
0.0218%C 0.77%C Fe
2.11%C
4.3%C
6.69%C Fe232C
⒈ 特征点
⇄
⇄ ⇄
⇄ ⇄
J N
A
G
F +A
L+A
L
L+Fe3C
A +Fe3C
P +Fe3C
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⒉ 特征线 ⑴ 液相线—ACD，
固相线—AECF
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⑵ 水平线：
ECF：共晶线LC⇄ E+Fe3C
共晶产物是A与Fe3C的机械混合 物，称作莱氏体, 用Le表示。为 蜂窝状, 以Fe3C为基，性能硬而 脆。
莱氏体
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（二）铁碳合金的组织转变
工业纯铁 ( ingot iron )
共析钢
( eutectoid steel )
亚共析钢 ( hypoeutectoid steel )
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⑶ 渗碳体：即Fe3C, 含碳6.69%, 用Fe3C或Cm表示。 Fe3C硬度高、强度低(b35MPa), 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。
钢中的渗碳体
由于碳在-Fe中的溶解度很小，
因而常温下碳在铁碳合金中主
2. 根据铁碳合金成分、组织、性能之间 的变化规律 , 确定选定材料的工作范 围。
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二.制定热加工工艺方面的应用
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本章小结
三种典型的金属晶体结构 晶体缺陷：点、线、面 过冷度、结晶过程 晶粒大小对金属性能的影响、细化晶粒的方法 同素异构 合金的相结构、固溶强化 铁碳合金的基本组织、铁碳合金相图
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一、铁碳合金的基本组织
⒈ 组元：Fe、 Fe3C ⒉相
⑴ 铁素体：
碳在-Fe中的固溶体称铁素 体, 用F 或 表示。
铁素体
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。
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铁素体组织金相图
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含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆， 已无实用价值。
实际所讨论的铁碳合金相图是Fe- Fe3C相图。
Fe
Fe3C Fe2C
FeC
C%(at%) →
C
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Fe - Fe3C 相图
T°
Fe
Fe193C
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(一)铁碳合金状态图中主要点和线的意义
五个重要的成份点: P、S、E、C、K。 四条重要的线: EF、ES、GS、FK。 三个重要转变: 包晶转变、共晶转变、共