铁碳相图归纳

第四章

纯铁：α-Fe 在770℃（居里温度）发生由铁磁性转变为顺磁性，即铁磁性消失。

工业纯铁的力学性能特点是：强度、硬度低，塑性、韧性好

C在钢铁中存在的三种形式：

溶入Fe的晶格形成固溶体（间隙固溶体）－钢

以游离石墨存在于钢铁中－铸铁。

与铁成金属间化合物如Fe3C, Fe2C, FeC）－金属间化合物

石墨性能：耐高温，可导电，润滑性好，强度、硬度、塑性和韧性低。

实线为 Fe－Fe3C 相图虚线为 Fe－C 相图

α相 C在α-Fe中的间隙固溶体，晶体结构为bcc，仅由α相形成的组织称为铁素体，记为 F(Ferrite)。α= F

γ相 C在γ-Fe中的间隙固溶体，晶体结构为fcc，仅由γ相形成的组织称为奥氏体，记为 A(Austenite)。γ= A

δ相 C在δ-Fe中的间隙固溶体，晶体结构也为bcc，δ相出现的温度较高，组织形貌一般不易观察，也有称高温铁素体。

Fe3C相铁与碳生成的间隙化合物，其中碳的重量百分比为6.69%，晶体结构是复杂正交晶系，仅由Fe3C相构成的组织称为渗碳体，依然记为Fe3C，也有写为 Cm(Cementite)。

石墨在铁碳合金中的游离状态下存在的碳为石墨，组织记G(Graphite)。

L相碳在高温下熔入液体，相图中标记 L(Liquid)。

的冷却过程中组织还会发生变化。

Ld(Ledeburite)

的共析体组织,称为珠光体，记为P(Pearlite)

（1） ABCD ―液相线（2） AHJECF ―固相线

（3） HJB ―包晶反应线 (1495 C) L B+δH←→A J

（4） ECF ―共晶反应线 (1148 C) L C←→ A E+Fe3C I (称为莱氏体)

（5） PSK ―共析反应线 (727 C)As←→Fp+Fe3C (称为珠光体)

（6） A CM线（ES线）―从奥氏体析出Fe3CⅡ的临界温度线

（7） A3线（GS线）―从奥氏体转变为铁素体线

五个单相区：液相区 L 高温固溶体δ；γ相（奥氏体，A) ；α相（铁素体，F) Fe3C相（渗碳体，Cm）

七个双相区：L＋δ， L＋γ， L＋ Fe3C，δ＋γ，γ＋ Fe3C，α＋γ；α＋Fe3C

三个三相区：HJB线 L＋δ＋γ；ECK线 L ＋γ＋ Fe3C；PSK线γ＋α＋Fe3C

工业纯铁 (C%<0.02%)

碳钢 ( C%= 0.02% 2.11 wt %）

依据C含量不同，又分为：

亚共析钢：C<0.77 wt% 共析钢： C=0.77 wt% 过共析钢：C>0.77 wt%

白口铸铁 (生铁）（C%= 2.11 6.69 wt %）

依据C含量不同，又分为：

亚共晶白口铸铁 C<4.3 wt% 共晶白口铸铁 C=4.3 wt% 过共晶白口铸铁 C>4.3 wt% 灰口铸铁（C%= 2.11 6.69 wt %）

亚共晶、共晶、过共晶灰口铸铁

工业纯铁(C%<0.02%)：组织：F

相：α (F)

共析钢(C%≈0.77%)：组织：P 相：α(F)＋Fe3C

亚共析钢(C%=0.02 0.77%)：组织：F＋P 相：α (F)＋Fe3C

组织转变： L→L+A→A→F+A→F+P

过共析钢(C%=0.77 2.11%)：组织：P＋Fe3C II相；α (F) ＋Fe3C

组织转变：L→L＋A →A→A＋Fe3C II→P＋Fe3C II

共晶白口铁(C%≈4.3%)：组织：L’d 相：α (F) ＋Fe3C

组织转变 L → Ld（A+Fe3C I)→A+Fe3C II+Fe3C I → (P + Fe3C I（Fe3CⅡ)）

亚共晶白口铁(C%=2.11~4.3%)：组织：P＋Fe3C II＋L’d 相：α (F) ＋Fe3C

组织转变L→L＋A→A＋Ld→A＋Fe3C II＋Ld→P＋Fe3C II＋L’d

过共晶白口铁(C%=4.3 ~ 6.69%)：组织：Fe3C I＋L’d 相：α (F) ＋Fe3C

组织转变 L→L+Fe3C I→Fe3C I+Ld→Fe3C I+L’d