机械工程材料与热加工工艺,第 4 章 铁碳合金相图与碳钢

6.69
莱氏体( Ld)-奥氏体和渗碳体混合物 珠光体（P）-铁素体和渗碳体层片 状混合物
ES线：A→Fe3C,亦称Acm线
0.09 0.17 0.53
区的意义：
1495
（1）单相区：L、δ 、A、F； （2）两相区：L+δ 、L+A、 L+Fe3CⅠ、δ +A、A+F、A+Fe3C F+Fe3C （3）三相共存点： J点：(L+δ +A) C点：（L+A+ Fe3C）； S点：（A+F+ Fe3C）；
共析转变：恒温下由一 定成分的固相转变为两 种一定成分的固相。
珠光体P：（Pearlite）共析转变产物，A→P(F+Fe3C)
莱 氏 体 Ld/ Ld′:(Ledeburite) ， 共 晶 转 变 产 物 ， L→Ld (A+Fe3C) → Ld′（P+ Fe3C）；
典型合金组织转变分析及其相组成 和组织组成的计算
040%
1538 A
0.09
L+ B 1495 J 0.17
0.53
1394 N
H +
L L+ E C L+Fe3 C (I)
D
1227
912 G Fe3C(III) P P P S Fe3C(II) Fe3C(II)+Ld Ld Ld+Fe3C(I)
F 1148
Q Fe 0.0218
0.77 2.11 4.3 6.69
Fe3C
0.01%
1538 A
0.09
L+ B 1495 J 0.17
0.53
1394 N
H +
L L+ E C L+Fe3 C (I)
D
1227
912 G Fe3C(III) P P P S Fe3C(II) Fe3C(II)+Ld Ld Ld+Fe3C(I)
F 1148
K 727 PFe3C(II) PFe3C(II)+Ld' Ld' Ld'+Fe3C(I)
Q Fe 0.0218
0.77 2.11 4.3 6.69
Fe3C
三个恒温转变
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包晶转变：恒温下由一 定成分的固相和一定成 分的液相相互作用形成 另一种成分的新固相。
共晶转变：恒温下由一 定成分的液相转变为两 种一定成分的固相。
K 727 PFe3C(II) PFe3C(II)+Ld' Ld' Ld'+Fe3C(I)
Q Fe 0.0218
0.77 2.11 4.3 6.69
Fe3C
亚共析钢
过共析钢
亚共晶白口铁
过共晶白口铁
工业纯铁
共析钢
共晶白口铁
0.02%
0.40%
0.77%
1.2%
2.11%
3.0%
4.3%
5.0%
1538 A
6.69
L+Fe3C
相图中的组织组成
1538 A
0.09
L+ B 1495 J 0.17
0.53
1394 N
H +
L L+ E C L+Fe3 C (I)
D
1227
912 G Fe3C(III) P P P S Fe3C(II) Fe3C(II)+Ld Ld Ld+Fe3C(I)
1538 A
0.09
L+ B 1495 J 0.17
0.53
1394 N
H +
L L+ E C L+Fe3 C(I)
D
1227
912 G Fe3C(III) P P P S Fe3C(II) Fe3C(II)+Ld Ld Ld+Fe3C(I)
F 1148
铁-碳合金相图中钢的平衡组织转变
铁碳平衡合金三种类型：工业纯铁、钢及白口铸铁
钢又可分成下列三种类型： 共析钢:Wc=0.77%（即S点成分）的钢； 亚共析钢:Wc=0.02%～0.8%（即P～S点之间成分）的钢 过共析钢:Wc=0.8%～2.11%（即S～E点之间成分）的钢
而白口铸铁又可分成下列三种类型： 共晶白口铸铁（C点成分，Wc=4.3%）； 亚共晶白口铸铁（C点以左，Wc=2.11%～4.3%）； 过共晶白口铸铁（C点以右，Wc=4.3%～6.69%）
F 1148
K 727 PFe3C(II) PFe3C(II)+Ld' Ld' Ld'+Fe3C(I)
WF= （6.69-0.01） /6.69=99.85%
6.69
Q Fe 0.0218
0.77 2.11 4.3
Fe3C
WFe3C=1-WF==0.015%
(1)工业纯铁（C＝0.01%）： L→L+δ →δ →δ +A→A→A+F→F→F+Fe3CⅢ
6.69
0.09 0.17 0.53
1495
L+Fe3C
线的意义
液相线 ABCD 固相线 AHJECF
恒温转变水平线
HJB 包晶转变δ H+LB→ AJ (1495℃) ECF 共晶转变 LC→Ld(AE +Fe3C) (1148℃) PSK 共析转变 AS→P(FP+Fe3C) (727℃) GS线：A→F,亦称A3线；
1495
相图中点、线、区的意义
L+Fe3C
点的意义：
A：纯铁的熔点：1538℃； D：Fe3C的熔点：1227℃； N：纯铁同素异构转变点，δ －Fe(1394℃) γ -Fe； G: 纯铁同素异构转变点，γ -Fe（912℃） α －Fe； S：共析点，AS(727℃) P(FP + Fe3C)； C: 共晶点，LC(1148℃) Ld′(AE + Fe3C)； E：碳在A体中的最大溶解度点，1148℃溶解2.11%的碳； 亦是钢与生铁（铸铁）的分界点；
第4章
铁碳合金相图与碳钢
4.1 铁碳合金相图 4.2 碳素钢
4.1 Fe-Fe3C 相图
本课程的重点中的重点 是热处理的基础 要求能画出相图，标出重要温度点和成分点 能标出所有区域的相组成和组织组成。
Fe-Fe3C 相图分析
0.09 0.17 0.53
1495
L+Fe3C
6.69
0.09 0.17 0.53
0.09
L+ B 1495 J 0.17
0.53
1394 N
H +
L L+ E C L+Fe3 C (I)
D
1227
912 G Fe3C(III) P P P S Fe3C(II) Fe3C(II)+Ld Ld Ld+Fe3C(I)
F 1148
K 727 PFe3C(II) PFe3C(II)+Ld' Ld' Ld'+Fe3C(I)