铁碳相图 有各特征点 线顺序演示画法

(四) 过共析钢的结晶过程
L→L+A → A→ A+Fe3CⅡ→ P+Fe3CⅡ
室温组织： P＋Fe3CⅡ
过共析钢室温组织为P+ Fe3C Ⅱ ，二次渗碳体 呈网状分布在晶界上。
㈤ 共晶白口铁的结晶过程
L →A+Fe3C→A+Fe3CⅡ+Fe3C →P+Fe3C
Ld蜂窝状
难以分辨
Ld’
共晶白口铁室温组织为Ld’ (P+ Fe3C), 它保留 了共晶转变产物的形态特征。
第3章 铁碳相图
回顾复习：
铁的同素异构转变 温 1538℃
-Fe
度 ℃
-Fe 1394℃
1394℃
γ-Fe
无 磁
性
γ-Fe
912℃
912℃
α-Fe
α-Fe
770℃
有 磁 性
纯铁的同素异构转变
时间
常见三相等温水平线上的反应
反应名称 图形特征
反应式
说明
L
共晶反应
L
包晶反应
共析反应
恒温下由一个液相同时
L⇄ + 结晶出两个成分结构不
同的新固相。
恒温下由一个液相包着
L + ⇄ 一个固相生成另一个新
的固相。
恒温下由一个固相同时
⇄ + 析出两个成分结构不同
的新固相。
第1节 铁碳合金相图
铁和碳可形成一系列稳定化合物： Fe3C、 Fe2C、 FeC， 它们都可以作为纯组元看待。
含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆，已无实用 价值。
实际所讨论的铁碳合金相图是Fe- Fe3C相图。
Fe
Fe3C Fe2C
FeC
C
C%(at%) →
Fe-Fe3C相图（要求默画）
1600 A δ 1500 H
L+ δB(0.53)
J
1400 1300
N
(0.17)
δ+
L+A
温度℃
1200
A
1100
A
E
L C
L+Fe3C D 1148 F
1000
900 G F+A
A+ Fe3C
800
F 700 P
S
727 K
600
F+
Fe3C
Q
00.0218 0.77
2.11
4.3
Fe
1 2 3 4 ω5c% 6
6.69
Fe3C
一.组元及基本相 * 铁 ( ferrite ) * 渗碳体 ( Cementite )
1、纯铁 L 1538℃ δ-Fe 1394℃ α-Fe
912℃
γ-Fe
2、渗碳体
铁与碳形成的间隙化合物， 含碳6.69%, 用Fe3C 或Cm表示，熔点1227 ℃ Fe3C硬度高、强度低(b35MPa), 脆性大, 塑 性很低，伸长率接近于0.
3、铁素体（F或α表示） 碳溶于α–Fe中的间隙固溶体。
金相显微镜下为多边形晶粒 铁素体中碳的溶解度很小，室温时小于0.0008%，
㈥ 亚共晶白口铁的结晶过程 L → L + A→ A(初生) + Ld → A+ Fe3CⅡ+ Ld → P+Fe3CⅡ+Ld’ • 亚共晶白口铁室温组织为P+Fe3CⅡ+wenku.baidu.comd’。
㈦ 过共晶白口铁的结晶过程 L → L+Fe3CⅠ →Ld+ Fe3CⅠ →Ld’+ Fe3CⅠ，
• 过共晶白口铸铁室温组织为Fe3CⅠ+Ld’。
共晶转变线ECF： LC 1148℃ AE+ Fe3C
Ld
L A
奥氏体和渗碳 体组成的机械 混合物莱氏体, 为蜂窝状,
以Fe3C为基， 性能硬而脆。 塑性很差
共析转变线PSK：（A1线）
AS 727℃ FP+ Fe3C
P
A
F
珠光体是铁素体 和渗碳体片层相 间的组织，呈指 纹状。 较高强度和硬度， 塑性较差
5、高温铁素体（用δ表示） 碳溶于δ-Fe中形成的间隙固溶体，只存在
于1394-1538 ℃ ，1495 ℃时碳的溶解度最大， 0.09%。
6、液相
二、相图分析 1、特征点
1600 A δ 1500 H
L+ δB(0.53)
J
1400 N (0.17)
1300 δ+
L+A
温度℃
1200 A
1100
合金的室温下组织 为F+ Fe3CⅢ。
L+ H B
J
N +
+ S
从铁素体中析出的渗碳体称三次渗碳体，用Fe3CⅢ 表示。
Fe3CⅢ以不连续网状或片状分布于晶界。其含量相 对较少，若不是对其作特别分析，可忽略不计
室温下Fe3CⅢ最大 量为:
QFe C 3 III
0.0218 0.0008 100% 0.3% 6.69 0.0008
亚共析钢 F+P 钢 P+Fe3CⅡ
共析钢 P
过共析
亚共晶白口铁 P+Fe3CⅡ+Ld’
共晶白口铁 Ld’（P+ Fe3C）
727 ℃时0.0218% 性能接近于纯铁，强度、硬度低，塑性好
4、奥氏体（A或γ表示）
碳溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体。 金相显微镜下位规则多边形晶粒。 奥氏体体中碳的溶解度较大，727 ℃时0.77%，1148 ℃时
2.11%
强度不高、塑性好，无磁性。钢材热加工都在 区进行.
碳钢室温组织中无奥氏体。
A
E
L C
1000
900 G F+A
800
F 700 P
S
600
Q
A+ Fe3C
F+ Fe3C
0
0.77
2.11
4.3
Fe
1 2 3 4 ω5c% 6
L+Fe3C D 1148 F
727 K
6.69
Fe3C
液相线ABCD固相线AHJECFD 五个单相区，七个两相区
两条重要水平线：ECF、PSK线
亚共析钢室温组织：F＋P， 随C％增加，P含量增加。
含0.20%C钢的组织
含0.45%C钢的组织
含0.60%C钢的组织
室温下相的相对重量百分比：
Q Fe 3C
0.45 6.69
100 %
6.7%
Q F 93 .3%
室温下组织组成物的相 对重量百分比为：
QP 00..7475100% 58.4% Q 100% QP 41.6%
㈡ 共析钢的结晶过程
共析渗碳体
L → L+A→ A→P(F +Fe3C) 室温组织为P.
1 2
L+A
A
3
3’
F +Fe3C
4
• 珠光体是铁素体与渗碳体片层相间的组织，呈 指纹状。
㈢ 亚共析钢的结晶过程 L→L+δ →L+ A → A → F+A → F+ P (F+Fe3C)
F中析出Fe3CⅢ， 量少,忽略不计. 室温组织：F＋P
HJB：包晶反应 LB+δH⇄ AJ
δ
L
A
三条重要的相界线 Acm
A3
三、典型合金的平衡结晶过程
共
工 业
亚共
析 钢
纯
铁析
钢
过共 析钢
共
晶
亚共晶 白
白口铸铁
口 铸
铁
过共晶 白口铸铁
① ③② ④
⑥⑤
⑦
㈠ 工 业 纯 铁 的 结晶过程
L→L+δ→δ→δ+A → A → A+ F → F → F+ Fe3CⅢ