铁碳相图专题讲解

800
A3 S
奥氏体+ 渗碳体II
体 700 P 铁
A1 渗碳体II
600
+ 珠
+珠光体
奥氏体+渗碳体II +莱氏体
727℃
珠光体+渗碳体II +低温莱氏体
500
0.02 0.77
2.11
4.3
C%
低温 莱氏体
1227℃ D 液体 +渗碳体
F
渗碳体+莱氏体
K 渗碳体 +低温莱氏体
6.69
ͼ3-7 Fe- Fe3CºÏ½ðÏàͼ
珠光体：由铁素体和渗碳体组成的片层状共析
体。其中铁素体约占80%，渗碳体约占12%。
T℃
1600 A(1538 ℃)
1
1500
1400 1300 1200
2
奥氏体
液体+奥氏体
E
1148℃
液体 C
1100
1000 G(913 ℃)
900 奥+铁
Acm
3 铁
素
800
A3 S
体 700 P 铁
奥氏体+ 渗碳体II
T℃
1600 A(1538 ℃)
1
1500
1400 1300 1200
2
奥氏体
液体+奥氏体
E
1148℃
液体 C
1100
1000 G(913 ℃)
900 奥+铁
Acm
铁 素
800
3 A3 S
奥氏体+ 渗碳体II
4 体 700 P 铁
A1 渗碳体II
600
+ 珠
+珠光体
奥氏体+渗碳体II +莱氏体
727℃
1227℃ D 液体 +渗碳体
F
K
6.69
铁碳合金分类
工业纯铁------------------<0.0218%C 亚共析钢----------0.0218~0.77%C
钢 共析钢-------------0.77%C 过共析钢----------0.77~2.11%C
亚共晶铸铁-------2.11~4.3%C 铸铁 共晶铸铁----------4.3%C
渗碳体Fe3C(Cm)是铁碳合金中最重要的强化相， 它的数量、分布、形态等都对材料的机械性能有 很大影响。根据生成条件不同可分为：
• Fe3CⅠ：直接从液体中结晶出来的，条、块状； • Fe3CⅡ：从奥氏体中析出的，易聚集在晶界上； • Fe3CⅢ：从铁素体中析出的，粒状，量少； • 共晶Fe3C：共晶反应产物，作为基体； • 共析Fe3C：共析反应产物，呈片状；
3.2.1 铁碳合金的基本组织 （基本的机械混合物、基本相组成方式）
• 莱氏体：共晶产物，1148℃进行，
L → (γ + Cm )（Ld） • 珠光体：共析产物， 727℃进行，
γ →( +Cm ) （P）
3.2.2 Fe-Fe3C相图分析(点、线、区，组成相）
T℃
1600 A(1538 ℃)
共晶: L (A+Fe3C)
Ld
3.2.2 Fe-Fe3C相图分析（共析部分）
共析: A (F+Fe3C)
P Ld L’d
T℃ 1600 A(1538 ℃)
1500
N
A
液体
液+d d
J 奥+d 奥氏体
B 液+奥
1400 1300 1200
奥氏体
液体+奥氏体
E
1148℃
液体 C
1100
1000 G(913 ℃)
A1 渗碳体II +珠光体
奥氏体+渗碳体II +莱氏体
727℃
珠光体+渗碳体II +低温莱氏体
500
0.02 0.77
2.11
4.3
低温 莱氏体
1227℃ D 液体 +渗碳体
F
渗碳体+莱氏体
渗碳体 +低温莱氏体
K 6.69
3.2.3 典型合金结晶过程
1. 共析钢的结晶过程(含碳0.77%珠光体)
P
T℃ 1600 A(1538 ℃)
1500
1
1400
2
液体
1300
1200
奥氏体
液体+奥氏体
E
1148℃
C
1100
1000 G(913 ℃)
900
铁 素
800
奥+铁3
A3 S
Acm
奥氏体+ 渗碳体II
900
铁 素
800
奥+铁
A3S
Acm
奥氏体+ 渗碳体II
体 700 P 铁
渗A碳1 体II
600
+ 珠
+珠光体
奥氏体+渗碳体II +莱氏体
727℃
珠光体+渗碳体II +低温莱氏体
500
0.02 0.77
2.11
4.3
C%
低温 莱氏体
1227℃ D 液体 +渗碳体
F
渗碳体+莱氏体
K 渗碳体 +低温莱氏体
A1 渗碳体II
600
+ 珠
+珠光体
奥氏体+渗碳体II +莱氏体
727℃
珠光体+渗碳体II +低温莱氏体
500
0.02 0.77
2.11
4.3
C%
低温 莱氏体
1227℃ D 液体 +渗碳体
F
渗碳体+莱氏体
K 渗碳体 +低温莱氏体
6.69
L
1ÒÔÉÏ
1
L
A
2
1-2
A
2-3
33
3ÒÔÏÂ
2.亚共析钢的结晶过程 含碳量为0.02%～0.77%。铁素体+珠光体组织。
过共晶铸铁----4.3~6.69%C
3.2.2 Fe-Fe3C相图分析（共晶部分）
T℃ 1600 A(1538 ℃)
1500
N
A
液体
液+d d
J 奥+d 奥氏体
B 液+奥
1400 1300 1200
奥氏体
液体+奥氏体
E
1148℃
液体 C
1100
1000 G(913 ℃)
900 奥+铁
Acm
铁 素
6.69
Fe- Fe3C
3.2.2 Fe-Fe3C相图分析（各组成相的组织形态）
T℃ 1600
A(1538 ℃)
1500
1400 1300 1200
奥氏体
液体+奥氏体
E
1148℃
液体 C
1100 G(913 ℃)
1000
900 铁 素 800 体 700
Fra Baidu bibliotek600
奥+铁
A3 S
P
铁+ 珠
Acm
奥氏体+ 渗碳体II
铁碳合金相图详解
3.2 铁碳相图
3.2.1 铁碳合金的基本相
(1) 奥氏体A(γ) 碳溶于γ-Fe中形成的固溶体，面心 立方，强度低, 塑性好。
(2) 铁素体F( )碳溶于 －Fe中形成的固溶体，体心 立方，强度、硬度低, 塑性、韧性好。
(3) 渗碳体Fe3C(Cm) 金属化合物。成分固定,为6.69%C。 性质硬而脆。是铁碳合金的强化相。
1500
N
A
液体
d 液+d J
奥+d 奥氏体
B 液+奥
1400 1300 1200
奥氏体
液体+奥氏体
E
1148℃
液体 C
1100 1000 G(913 ℃)
900
铁 素
800
体 700
奥+铁 A3 S
P
Acm A1
奥氏体+渗碳体 727℃
600
铁素体+渗碳体
500
0.02 0.77
2.11
4.3
C%
珠光体+渗碳体II +低温莱氏体
500
0.02 0.77
2.11
4.3
C%
低温 莱氏体
1227℃ D 液体 +渗碳体
F
渗碳体+莱氏体
K 渗碳体 +低温莱氏体
6.69
L
1
L
A
2 1-2
A
2-3
3
A
F
3-4
P
4
F
4ÒÔÏÂ
3. 过共析钢的结晶过程 含碳在0.77%～2.1%之间的铁碳合金。珠光体+渗碳体。