水工艺设备常用材料
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碳溶入δ-Fe中形成间隙固溶体，呈体心立方晶格结构， 因存在的温度较高，故称高温铁素体或δ固溶体，用δ表示， 存在的范围小，一般很少见到。
体心立方
面心立方
3、奥氏体（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%；727℃时 为0.77%。其强度较低，塑性、韧性好，无磁性。在锻造、 轧制时常要加热形成奥氏体，易于加工。
6、珠光体（P=F+Fe3C ）
珠光体是由铁素体和渗碳体组成的共析晶体，是奥氏体 冷却时，在727℃恒温下发生共析转变的产物,碳含量是 0.77％。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。
7、莱氏体（Ld或Ld'）
液态铁碳合金在1148℃左右会发生共晶转变，含碳量为 4.3%的液态铁碳合金会转化为含碳量为2.11%的奥氏体和 6.69%的渗碳体两种晶体（其比例大约是1:1）的混合物体 称莱氏体，用符号Ld表示。
水工艺设备常用材料
水工艺设备材料
金属材料
百度文库
钢（碳钢、合金钢、不锈钢） 铸铁 有色金属及其合金
无机非金属 材料
高分子材料 复合材料
陶瓷
传统陶瓷 玻璃材料
特种陶瓷 金属陶瓷
化工搪瓷 石墨材料 工程塑料 橡胶 金属基复合材料
非金属基复合材料
§1.1 金属材料
1.1.1、金属材料的分类 水工艺设备常用的金属材料主要有碳钢、合金
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γ-F→α-Fe
3、P点 碳在α-Fe中的最大溶解度,温度727℃，Wc=0.0218% 4、E点 碳在γ-Fe中的最大溶解度,温度1148℃，Wc=2.11% 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：L→Ld（A+Fe3C） 6、S点 共析点，温度727℃，奥氏体（Wc=0.77%）冷却到此温度时， 发生共析反应：A→P（F+Fe3C） 7、D点 渗碳体熔点,温度1227℃,Wc=6.69%
C、主要特性线
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。 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。 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。
附：铁碳合金状态图
工业纯铁（熟铁） Wc≤0.0218%
铁碳合金
碳钢
亚共析钢 共0.析02钢18W %<c=W0c.7<70%.77%
过共析钢 Wc≥0.77%
白口铸铁
亚共晶铸铁 2.11%<Wc<4.3% 共晶铸铁 Wc=4.3% 过共晶铸铁 Wc≥4.3%
D、含碳量与力学性能间的关系
附：铁碳合金的基本金相组织介绍
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。
铁碳合金状态图
A、铁碳合金的基本金相组织
1、液相（L）
铁与碳的液体溶液。（A-C-D线以上）
2、高温铁素体（δ-Fe固溶体）
碳钢 中碳钢 0.25%＜Wc≤0.60%
高碳钢 0.60%＜Wc<2.11%（共析钢
钢
0.77%）
钢、不锈钢、铸铁以及部分有色金属材料等。 1、钢的分类 （1）按化学成分分类
低碳钢 0.0218%＜Wc≤0.25%
碳钢 中碳钢 0.25%＜Wc≤0.60% 高碳钢 0.60%＜Wc<2.11%
钢
低合金钢 （合金总量＜ 5% ）
合金钢 中合金钢 （合金总量 5-10% ）
高合金钢 （合金总量 ＞10% ）
强度（σb)：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(HB)：随Wc的增加而 提高 塑性(δ、ψ）：随Wc的增加 而迅速降低。 冲击韧性(αk)：随Wc的增加 而迅速降低。
Wc
（1）按化学成分分类
低碳钢 0.0218%＜Wc≤0.25%
4、铁素体（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（727-912 ℃ 以下存在）。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。其强度 和硬度很低，塑性、韧性好。显微组织是明亮的晶粒。
5、渗碳体（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，δ、 Ak接近于零，脆性很大。分一次渗碳体和（Fe3CⅠ）、二次 渗碳体（Fe3CⅡ）和三次渗碳体（Fe3CⅢ）。 。
随着温度的降低，莱氏体中总碳含量组成不变，但其中的 组分奥氏体和渗碳体的比例在发生改变。当温度降到727℃ 以下时，莱氏体中的奥氏体成分会发生共析转变，生成铁素 体和渗碳体层状分布的珠光体,莱氏体由珠光体和渗碳体组成， 用符号Ld’ 表示。 因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所 以硬度高，塑性很差。
B、主要特性点
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。 7、GP线 0＜Wc＜0.0218%的铁碳合金，缓冷时发生奥氏体转变为铁素 体。 8、PQ线 碳在铁素体中的溶解度曲线。在727℃时，Wc=0.0218%，溶 碳量最大，在600℃时，Wc=0.0057%。在727℃缓冷时，铁 素体随着温度降低，溶碳量减少，铁素体中多余的碳将以渗碳 体（三次渗碳体Fe3CⅢ）的形式析出。一般情况下，忽略Fe3CⅢ
体心立方
面心立方
3、奥氏体（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%；727℃时 为0.77%。其强度较低，塑性、韧性好，无磁性。在锻造、 轧制时常要加热形成奥氏体，易于加工。
6、珠光体（P=F+Fe3C ）
珠光体是由铁素体和渗碳体组成的共析晶体，是奥氏体 冷却时，在727℃恒温下发生共析转变的产物,碳含量是 0.77％。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。
7、莱氏体（Ld或Ld'）
液态铁碳合金在1148℃左右会发生共晶转变，含碳量为 4.3%的液态铁碳合金会转化为含碳量为2.11%的奥氏体和 6.69%的渗碳体两种晶体（其比例大约是1:1）的混合物体 称莱氏体，用符号Ld表示。
水工艺设备常用材料
水工艺设备材料
金属材料
百度文库
钢（碳钢、合金钢、不锈钢） 铸铁 有色金属及其合金
无机非金属 材料
高分子材料 复合材料
陶瓷
传统陶瓷 玻璃材料
特种陶瓷 金属陶瓷
化工搪瓷 石墨材料 工程塑料 橡胶 金属基复合材料
非金属基复合材料
§1.1 金属材料
1.1.1、金属材料的分类 水工艺设备常用的金属材料主要有碳钢、合金
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γ-F→α-Fe
3、P点 碳在α-Fe中的最大溶解度,温度727℃，Wc=0.0218% 4、E点 碳在γ-Fe中的最大溶解度,温度1148℃，Wc=2.11% 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：L→Ld（A+Fe3C） 6、S点 共析点，温度727℃，奥氏体（Wc=0.77%）冷却到此温度时， 发生共析反应：A→P（F+Fe3C） 7、D点 渗碳体熔点,温度1227℃,Wc=6.69%
C、主要特性线
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。 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。 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。
附：铁碳合金状态图
工业纯铁（熟铁） Wc≤0.0218%
铁碳合金
碳钢
亚共析钢 共0.析02钢18W %<c=W0c.7<70%.77%
过共析钢 Wc≥0.77%
白口铸铁
亚共晶铸铁 2.11%<Wc<4.3% 共晶铸铁 Wc=4.3% 过共晶铸铁 Wc≥4.3%
D、含碳量与力学性能间的关系
附：铁碳合金的基本金相组织介绍
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。
铁碳合金状态图
A、铁碳合金的基本金相组织
1、液相（L）
铁与碳的液体溶液。（A-C-D线以上）
2、高温铁素体（δ-Fe固溶体）
碳钢 中碳钢 0.25%＜Wc≤0.60%
高碳钢 0.60%＜Wc<2.11%（共析钢
钢
0.77%）
钢、不锈钢、铸铁以及部分有色金属材料等。 1、钢的分类 （1）按化学成分分类
低碳钢 0.0218%＜Wc≤0.25%
碳钢 中碳钢 0.25%＜Wc≤0.60% 高碳钢 0.60%＜Wc<2.11%
钢
低合金钢 （合金总量＜ 5% ）
合金钢 中合金钢 （合金总量 5-10% ）
高合金钢 （合金总量 ＞10% ）
强度（σb)：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(HB)：随Wc的增加而 提高 塑性(δ、ψ）：随Wc的增加 而迅速降低。 冲击韧性(αk)：随Wc的增加 而迅速降低。
Wc
（1）按化学成分分类
低碳钢 0.0218%＜Wc≤0.25%
4、铁素体（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（727-912 ℃ 以下存在）。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。其强度 和硬度很低，塑性、韧性好。显微组织是明亮的晶粒。
5、渗碳体（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，δ、 Ak接近于零，脆性很大。分一次渗碳体和（Fe3CⅠ）、二次 渗碳体（Fe3CⅡ）和三次渗碳体（Fe3CⅢ）。 。
随着温度的降低，莱氏体中总碳含量组成不变，但其中的 组分奥氏体和渗碳体的比例在发生改变。当温度降到727℃ 以下时，莱氏体中的奥氏体成分会发生共析转变，生成铁素 体和渗碳体层状分布的珠光体,莱氏体由珠光体和渗碳体组成， 用符号Ld’ 表示。 因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所 以硬度高，塑性很差。
B、主要特性点
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。 7、GP线 0＜Wc＜0.0218%的铁碳合金，缓冷时发生奥氏体转变为铁素 体。 8、PQ线 碳在铁素体中的溶解度曲线。在727℃时，Wc=0.0218%，溶 碳量最大，在600℃时，Wc=0.0057%。在727℃缓冷时，铁 素体随着温度降低，溶碳量减少，铁素体中多余的碳将以渗碳 体（三次渗碳体Fe3CⅢ）的形式析出。一般情况下，忽略Fe3CⅢ