铁碳合金相图43820

体Fe3CⅡ。
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二、相图中的特性线
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。 9
共晶和共析的概念：
共晶：指一定成分的液
按含碳量的不同，铁 碳合金的室温组织可 分为工业纯钛、钢和 白口铸铁。其中，把 含碳量小雨0.0218% 的铁碳合金称为纯铁； 把含碳量大于 0.0218%而小于2.11% 的铁碳合金称为钢； 把含碳量大于2.11% 的铁碳合金称为铸铁。
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纯铁、钢和铸铁的含碳量：
⑴ 工业纯铁(组织为单相铁素体) (<0.0218% C)
4.3%C)
部分莱氏体组织)
③ 过共晶白口铸铁 (4.3 ～ 6.69%C)
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铁碳合金的室温组织及分类：
合金类别 纯铁 亚共析钢
钢 共析钢
含碳量 <0.0218
(%)
0.0218~0.77
室温组织 F
F+P
0.0218~2.11 0.77 P
过共析钢
0.77~2.11 P+Fe3CⅡ
亚共晶铸铁
白口铸铁 共晶铸铁
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2.共析钢的组织的变化顺序： 共析钢在室温时的组 织是珠光体，合金的 组织按下列顺序ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ化：
• 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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二、相图中点的含义
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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二、相图中点的含义
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→A+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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二、相图中点的含义
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（F+Fe3C）
• 二个重要温度: 1148 ℃ 、 727 ℃ 。
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四.Fe - Fe3C 相图的知识点：
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课题练习检测：
1、铁碳合金相图是表示在缓慢冷却或加热条件下， 不同（成分）的铁碳合金的（ 状态或组织）随（ 温度 ） 变化的图形。
2、从奥氏体中析出的渗碳体称为（ 二次渗碳体 ），从 液体中结晶出的渗碳体称为（一次渗碳体 ）。
体合金，在一定温度下， 同时结晶出成分和晶格 均不相同的两种晶体。
共析：由特定成分的单
相固态合金，在恒定的温 度下，分解成两个新的， 具有一定晶体结构的固相
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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+Fe3CⅠ两相区、A+Fe3CⅡ两相 区、A＋F两相区、F+Fe3C两相区
第三章 铁碳合金
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学习目标：
一、铁碳合金相图的组成 二、Fe－Fe3C相图中特性点的含义 三、铁碳合金相图中特征线的含义及各区域内
的组织。 三、单相区、二相区和三相区分析
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一、铁碳合金相图的组成
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。
铁碳合金 (按成分可
⑵钢(高温组织为单相
变形)
A，易于
分为三类)
① 亚共析钢 (0.0218 ～ 0.77%C) ② 共析钢 (0.77%C) ③ 过共析钢 (0.77 ～ 2.11%C)
(3)白口铸铁(在液态下结晶时，全部
或部分液相会发生共晶变，获得全部或
① ②
亚共晶白口铸铁 共晶白口铸铁
(2.11 ～ (4.3%C)
3、铁碳合金相图上的共析线是（ PSK ）。 4、亚共析钢冷却到PSK线时，要发生共析转变，奥氏
体转变成（ 珠光体）。
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铁碳合金相图
第二节：铁碳合金相图的工艺分析
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一、铁碳合金的分类 二、典型铁碳合金结晶过程分析 三、铁碳合金的成分、组织与性能的关系 四、Fe－Fe3C相图的应用
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一.铁碳合金的分类：
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二、相图中的特性线
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
2.11~4.3
2.11~6.69 4.3
P+Fe3CⅡ+L'd
L'd
过共晶铸铁
4.3~6.69 L'd+Fe3CⅠ
典型的 显微组 织相片
组织 说明
单相铁 素体
白色相为铁 素体，黑色 为珠光体
珠光体 （F白+Fe3C黑）
珠光体+网状 二次渗碳体
珠光体+二 次渗碳体+ 低温莱氏体
低温莱氏体 (P黑+Fe3C白)
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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四.Fe - Fe3C 相图的知识点
• 五个重要的成份点: P、 S、E、C、K。
• 四条重要的线: EF、ES、 GS、FK。
• 二个重要转变: 共晶转变、 共析转变。
一次渗碳体+ 低温莱氏体
性能特 强度、 C↑,强度、硬度 强度较高,硬度 硬度较高,塑性差,
点(平衡 硬度低、逐渐提高,有较好 适中,具有一定 随着网状二次渗碳 硬度高，脆性大，几乎没有塑性
状态) 塑性好 的塑性和韧性 的塑性和韧性 体增加,强度降低
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1.亚共析钢的组织的变化顺序：
亚共析钢的室温组 织由珠光体和铁素体 组成合金的组织按下 列顺序变化：
8）P点 碳在α-Fe中的最大溶解度, 温度727℃，Wc=0.0218%
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二、相图中的特性线
1)ACD线(结晶温度开始线) 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。
2）AECF线(结晶温度终止 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。