铁碳合金的平衡结晶过程及其成分
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3C。析出的渗碳体称为二次渗碳体（ 3 ） :是碳在F（铁素体）中的固溶线。在727℃时F中溶碳量最大可达0.0218%，
室温时仅为0.0008%。 碳含量大于0.0008%的铁碳合金自727℃冷至室温的过程中，将从F中析出
3C。析出的渗碳体称为三次渗碳体(3)。 线亦为从F中开始析出3的临界温度线。 3数量极少，往往予以忽略。
230 ℃线
分界线，也表示碳在铁中的溶解度 和过共析钢的上临界点 分界线，也表示温度低于共析温度时 碳在中的溶解度 包晶反应平衡线 共晶反应平衡线 磁性转变线 共析反应平衡线，也表示下临界点A1 3C的磁性转变线A0
铁碳合金的分类
铁碳合金的分类
wenku.baidu.com
总类 分类名称 c(%)
室温平衡组织
铁 工业纯铁 <0.0218 F 3CⅢ
渗碳体的性能： 30； =0； =0； 0； 800 硬而脆
3C：铁与碳的一种具有复杂结构的间 隙化合物，通常称为渗碳体。
铁碳合金中的相
铁碳合金中的相
液相L：铁与碳的液溶体。 固相：C溶入中的固溶体 、金属
化合物3C。 相
γ相 相：
3C相：是一种具有复杂结构的间 隙化合物。
F3eC 188%12%
亚共析钢的结晶过程分析
亚共析钢的结晶过程分析
亚共析钢 C: 0.090.53% C: 0.530.77%
亚共析钢室温组织: 铁素体+珠光体
40钢(0.4)退火组织 250× 热处理工艺：860℃退火 显微组织：铁素体＋珠光体
组织、相组成物计算
组织、相组成物计算
亚共析钢的室温组织: 珠光体 P 0.4组织组成物F、P相对量的计算
Q 室温 8
碳在 中的溶解度
S 727 0.000 共析点 8
0.77
3C相图中特性线及含义
特性线
说明
液相线
固相线
相与（ +）相区分界线也是碳在 中的溶解度曲线
（ +）相区与相区分界线 相区与（ +）相区的分界线，也 表示高于A1温度时碳在中的溶解度 （ +）相区与相区分界线，也表 示亚共析钢的上临界温度A3
钢 亚共析钢 0.0218~0. 先共析
共析钢
77
P
过共析钢 0.77
先共析3CⅡ
0.77~2.11
铸铁
亚共晶铸铁 共晶铸铁 过共晶铸铁
2.11~4.30 4.30 4.30~6.69
3CⅡ 3CⅠ+
典型铁碳合金的平衡结晶过程分析
典型铁碳合金的平衡结晶过程
分析
典型铁碳合金分类
工业纯铁
共析钢
亚共析钢
共析点S和共析线
共析点S和共析线
温度： 727℃；成分：0.77%。 共析反应： 3C 即 A0.77 F 0.0218 + 3C 珠光体中的渗碳体称共析渗碳体。在显
微镜下珠光体的形态呈层片状。在放大 倍数很高时，可清楚看到相间分布的渗 碳体片(窄条〉与铁素体片(宽条)。 水平线为共析反应线。 线亦称A1线。
铁碳合金目录
铁碳合金系相图 铁碳合金的平衡结晶过程 铁碳合金的成分-组织-性能关系
铁碳合金中的组元
铁碳合金中的组元
•钢与铁的区别 •与3C相图的区别
纯铁
纯铁
•铁是过渡族元素; •熔点：1538℃; •密度：7.87 g 3; •有三种同素异构转变 • • • •性能特点
3C
3C
3C渗碳体的晶体结构
共晶反应中渗碳体的成分 与 的同素异形转变点
H 1495 0.09 碳在 中的最大溶解度
J 1495 0.17 K 727 6.69
包晶点 共析反应中渗碳体的成分
M 769 0
相的磁性转变点
N 1394 0
与 的同素异形转变点
O 769 ~0.5
相的磁性转变点
P 727 0.021 碳在 中的最大溶解度
• 线、线、线
包晶点J和包晶线
包晶点J和包晶线 温度： 1495℃；成分： 0.17。 包晶反应 H 即 L0.53+ 0.09 A0.17 水平线为包晶反应线。
共晶点C和共晶线
共晶点C和共晶线
温度： 1148℃；成分：4.3。 共晶反应
3C 即 L4.3 A2.11+ 3C
L4.3 莱氏体中的渗碳体称共晶渗碳体。 莱氏体的形态：块状或粒状奥氏体分布在渗碳体基体上。 莱氏体的性能：硬而脆。 水平线为共晶反应线。
性能硬而脆。
渗碳体根据生成条件不同有条状、
铁碳合金相图分析
铁碳合金相图分析
• 铁碳合金的组元：
• 、 3C （C）
• 铁碳合金中的相
• 液相L、 相、 γ相、 相、 3C相
• 三个重要的点：
• 共晶点C
• 共析点S
• 包晶点J
• 铁碳合金相图中重要的线：
• 液相线，固相线
• 水平线
• 水平线
• 水平线
共析钢的结晶过程分析
共析钢的结晶过程分析
共析钢（0.77)
共析钢的室温组织: 珠光体 P
共析钢的室温组织
T8钢退火组织 500× 显微组织：片状珠光体 (P)
共析钢的室温组织: 珠光体 P 即100
相组成物 F、 3C
相组成物 F、 3C相对 量的计算
F
6.690.7710% 088% 6.69
、、线的含义
、、线的含义
:相图中的线是合金冷却时自A（奥氏体）中开始析出F（铁素体）的临界温 度线，通常称A3线。
:线是碳在A（奥氏体）中的固溶线，通常叫做线。 在1148℃时A中溶碳量最大可达2.1，而在727℃时仅为0.77% 碳含量大于0.77%的铁碳合金自1l43℃冷至727℃的过程中，将从A中析出
F
0.770.4 10% 04% 9 0.770.0218
P14% 95% 100.7 .4 700.0 .022111 880% 0
相组成物 F、 3C 0.4相组成物 F、 3C相对量的计算
过共析钢
共晶白口铸铁
亚共晶白口铸铁
过共晶白口铸铁
工业纯铁的结晶过程分析
工业纯铁的结晶过程分析
工业纯铁 (C<0.0218%)
计算组织组成物的相对量
室温组织:铁素体＋三次渗碳体 3
工业纯铁的显微组织
工业纯铁的显微组织: 铁素体＋三次渗碳体 3
工业纯铁的退火组织 400× 显微组织：铁素体＋三次渗碳体
3C相图中各点的温度、碳含量及含义
3C相图中各点的温度、碳含量及含义
特 温度 性℃ 点
碳含量 说明 %
A 1534 0
纯铁熔点
B 1495 0.53 包晶反应时液态合金的碳浓度
C 1148 4.30 共晶点
D 1227 6.69 渗碳体熔点
E 1148 2.11 碳在 中的最大溶解度
F 1148 6.69 G 912 0
室温时仅为0.0008%。 碳含量大于0.0008%的铁碳合金自727℃冷至室温的过程中，将从F中析出
3C。析出的渗碳体称为三次渗碳体(3)。 线亦为从F中开始析出3的临界温度线。 3数量极少，往往予以忽略。
230 ℃线
分界线，也表示碳在铁中的溶解度 和过共析钢的上临界点 分界线，也表示温度低于共析温度时 碳在中的溶解度 包晶反应平衡线 共晶反应平衡线 磁性转变线 共析反应平衡线，也表示下临界点A1 3C的磁性转变线A0
铁碳合金的分类
铁碳合金的分类
wenku.baidu.com
总类 分类名称 c(%)
室温平衡组织
铁 工业纯铁 <0.0218 F 3CⅢ
渗碳体的性能： 30； =0； =0； 0； 800 硬而脆
3C：铁与碳的一种具有复杂结构的间 隙化合物，通常称为渗碳体。
铁碳合金中的相
铁碳合金中的相
液相L：铁与碳的液溶体。 固相：C溶入中的固溶体 、金属
化合物3C。 相
γ相 相：
3C相：是一种具有复杂结构的间 隙化合物。
F3eC 188%12%
亚共析钢的结晶过程分析
亚共析钢的结晶过程分析
亚共析钢 C: 0.090.53% C: 0.530.77%
亚共析钢室温组织: 铁素体+珠光体
40钢(0.4)退火组织 250× 热处理工艺：860℃退火 显微组织：铁素体＋珠光体
组织、相组成物计算
组织、相组成物计算
亚共析钢的室温组织: 珠光体 P 0.4组织组成物F、P相对量的计算
Q 室温 8
碳在 中的溶解度
S 727 0.000 共析点 8
0.77
3C相图中特性线及含义
特性线
说明
液相线
固相线
相与（ +）相区分界线也是碳在 中的溶解度曲线
（ +）相区与相区分界线 相区与（ +）相区的分界线，也 表示高于A1温度时碳在中的溶解度 （ +）相区与相区分界线，也表 示亚共析钢的上临界温度A3
钢 亚共析钢 0.0218~0. 先共析
共析钢
77
P
过共析钢 0.77
先共析3CⅡ
0.77~2.11
铸铁
亚共晶铸铁 共晶铸铁 过共晶铸铁
2.11~4.30 4.30 4.30~6.69
3CⅡ 3CⅠ+
典型铁碳合金的平衡结晶过程分析
典型铁碳合金的平衡结晶过程
分析
典型铁碳合金分类
工业纯铁
共析钢
亚共析钢
共析点S和共析线
共析点S和共析线
温度： 727℃；成分：0.77%。 共析反应： 3C 即 A0.77 F 0.0218 + 3C 珠光体中的渗碳体称共析渗碳体。在显
微镜下珠光体的形态呈层片状。在放大 倍数很高时，可清楚看到相间分布的渗 碳体片(窄条〉与铁素体片(宽条)。 水平线为共析反应线。 线亦称A1线。
铁碳合金目录
铁碳合金系相图 铁碳合金的平衡结晶过程 铁碳合金的成分-组织-性能关系
铁碳合金中的组元
铁碳合金中的组元
•钢与铁的区别 •与3C相图的区别
纯铁
纯铁
•铁是过渡族元素; •熔点：1538℃; •密度：7.87 g 3; •有三种同素异构转变 • • • •性能特点
3C
3C
3C渗碳体的晶体结构
共晶反应中渗碳体的成分 与 的同素异形转变点
H 1495 0.09 碳在 中的最大溶解度
J 1495 0.17 K 727 6.69
包晶点 共析反应中渗碳体的成分
M 769 0
相的磁性转变点
N 1394 0
与 的同素异形转变点
O 769 ~0.5
相的磁性转变点
P 727 0.021 碳在 中的最大溶解度
• 线、线、线
包晶点J和包晶线
包晶点J和包晶线 温度： 1495℃；成分： 0.17。 包晶反应 H 即 L0.53+ 0.09 A0.17 水平线为包晶反应线。
共晶点C和共晶线
共晶点C和共晶线
温度： 1148℃；成分：4.3。 共晶反应
3C 即 L4.3 A2.11+ 3C
L4.3 莱氏体中的渗碳体称共晶渗碳体。 莱氏体的形态：块状或粒状奥氏体分布在渗碳体基体上。 莱氏体的性能：硬而脆。 水平线为共晶反应线。
性能硬而脆。
渗碳体根据生成条件不同有条状、
铁碳合金相图分析
铁碳合金相图分析
• 铁碳合金的组元：
• 、 3C （C）
• 铁碳合金中的相
• 液相L、 相、 γ相、 相、 3C相
• 三个重要的点：
• 共晶点C
• 共析点S
• 包晶点J
• 铁碳合金相图中重要的线：
• 液相线，固相线
• 水平线
• 水平线
• 水平线
共析钢的结晶过程分析
共析钢的结晶过程分析
共析钢（0.77)
共析钢的室温组织: 珠光体 P
共析钢的室温组织
T8钢退火组织 500× 显微组织：片状珠光体 (P)
共析钢的室温组织: 珠光体 P 即100
相组成物 F、 3C
相组成物 F、 3C相对 量的计算
F
6.690.7710% 088% 6.69
、、线的含义
、、线的含义
:相图中的线是合金冷却时自A（奥氏体）中开始析出F（铁素体）的临界温 度线，通常称A3线。
:线是碳在A（奥氏体）中的固溶线，通常叫做线。 在1148℃时A中溶碳量最大可达2.1，而在727℃时仅为0.77% 碳含量大于0.77%的铁碳合金自1l43℃冷至727℃的过程中，将从A中析出
F
0.770.4 10% 04% 9 0.770.0218
P14% 95% 100.7 .4 700.0 .022111 880% 0
相组成物 F、 3C 0.4相组成物 F、 3C相对量的计算
过共析钢
共晶白口铸铁
亚共晶白口铸铁
过共晶白口铸铁
工业纯铁的结晶过程分析
工业纯铁的结晶过程分析
工业纯铁 (C<0.0218%)
计算组织组成物的相对量
室温组织:铁素体＋三次渗碳体 3
工业纯铁的显微组织
工业纯铁的显微组织: 铁素体＋三次渗碳体 3
工业纯铁的退火组织 400× 显微组织：铁素体＋三次渗碳体
3C相图中各点的温度、碳含量及含义
3C相图中各点的温度、碳含量及含义
特 温度 性℃ 点
碳含量 说明 %
A 1534 0
纯铁熔点
B 1495 0.53 包晶反应时液态合金的碳浓度
C 1148 4.30 共晶点
D 1227 6.69 渗碳体熔点
E 1148 2.11 碳在 中的最大溶解度
F 1148 6.69 G 912 0