铁碳合金相图88753PPT课件
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铁碳合金的相图的详细讲解精品PPT课件
S
A
ab : 液相线 ab : 固相线 L : 液相区 S : 固相区 L+S:液固共存区
b
B
二、铁碳合金状态图
铁碳合金相图是研究铁碳合金最基本的工具，是研究碳钢 和铸铁的成分、温度、组织及性能之间关系的理论基础,是 制定热加工、热处理、冶炼和铸造等工艺依据.
• 含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆， 已无实用价值。
由于碳在-Fe中的溶解度很小，
因而常温下碳在铁碳合金中主 要以Fe3C或石墨的形式存在。
铸铁中的石墨
渗碳体组织金相图
珠光体的组织特点是两相 • ⑷珠光体：铁素体与Fe3C的机械混呈合片物层，相用间P表分示布。,性能介
于两相之间。
珠光体
珠光体 ( P )
• ⑸莱氏体： 与Fe3C的机械混合物
过共析钢组织金 相图
5.共晶白口铁 ( Wc = 4.3% )
共晶白口铁组织金 相图
6.亚共晶白口铁 ( Wc = 3.0% )
亚共晶白口铁组织金 相图
7.过共晶白口铁 ( Wc = 5.0% )
过共晶白口铁组织 金相图
Fe - F选e3C择材相料图方的面应的用应用
制定热加工工艺方面的应用
§2-5 铁碳合金的组织与状态图
铁碳合金—碳钢和铸铁，是工业应用最广的合金。 含碳量为0.0218% ~2.11%的称钢 含碳量为 2.11%~ 6.69%的称铸铁。
铁和碳可形成一系列稳定化合物： Fe3C、 Fe2C、 FeC，都可作为 纯组元看待。
含碳量大于Fe3C6.69%）时，合金太脆，已无实用价值。
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
A
ab : 液相线 ab : 固相线 L : 液相区 S : 固相区 L+S:液固共存区
b
B
二、铁碳合金状态图
铁碳合金相图是研究铁碳合金最基本的工具，是研究碳钢 和铸铁的成分、温度、组织及性能之间关系的理论基础,是 制定热加工、热处理、冶炼和铸造等工艺依据.
• 含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆， 已无实用价值。
由于碳在-Fe中的溶解度很小，
因而常温下碳在铁碳合金中主 要以Fe3C或石墨的形式存在。
铸铁中的石墨
渗碳体组织金相图
珠光体的组织特点是两相 • ⑷珠光体：铁素体与Fe3C的机械混呈合片物层，相用间P表分示布。,性能介
于两相之间。
珠光体
珠光体 ( P )
• ⑸莱氏体： 与Fe3C的机械混合物
过共析钢组织金 相图
5.共晶白口铁 ( Wc = 4.3% )
共晶白口铁组织金 相图
6.亚共晶白口铁 ( Wc = 3.0% )
亚共晶白口铁组织金 相图
7.过共晶白口铁 ( Wc = 5.0% )
过共晶白口铁组织 金相图
Fe - F选e3C择材相料图方的面应的用应用
制定热加工工艺方面的应用
§2-5 铁碳合金的组织与状态图
铁碳合金—碳钢和铸铁，是工业应用最广的合金。 含碳量为0.0218% ~2.11%的称钢 含碳量为 2.11%~ 6.69%的称铸铁。
铁和碳可形成一系列稳定化合物： Fe3C、 Fe2C、 FeC，都可作为 纯组元看待。
含碳量大于Fe3C6.69%）时，合金太脆，已无实用价值。
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
铁碳合金相图及平衡组织分析ppt课件
铁碳合金相图及平衡组织分析
一、实验目的： 1. 熟练运用铁碳相图，提高分析铁碳合金平衡结晶过程 及组织变化的才干； 2. 掌握碳钢和白口铁的显微组织特征。
二、实验概述： 1. 铁碳相图的分析； 2. 铁碳合金中常见的固态组织及特征； 3. 工业纯铁、碳钢和白口铁的显微组织特征。
三、实验内容、方法及要求： 1. 讨论Fe-Fe3C相图〔相、组织、性能与含碳量的关系〕； 2. 借助显微镜和电脑对金相试样实物及其电子组织图片进展 察看，分析不同成分铁碳合金的室温平衡组织形貌特征； 3. 随堂完成电子实验报告。
腐蚀剂
1 工业纯铁
2
15钢
3
45钢
4
65钢
5 T8钢
6 T12钢
7 T12钢
8 亚共晶白口铁
9 共晶白口铁
10 过共晶白口铁
退火 退火 退火 退火 退火 退火 退火 铸态 铸态 铸态
F+Fe3CⅢ 极少 4%硝酸
F酒+P精溶液
4%硝酸酒精
F溶+液P
4%硝酸酒精
F溶+液P
4%硝酸酒精
溶P 液
4%硝酸酒
为保证工业用钢应具有 足够的σb 和一定的δ 、Ak ， 故其碳含量普通都不超越 Wc1.3% ~1.4%。
Ψ HB σb
δ Ak
1.0
P精+F溶e3液CⅡ 〔白网〕 4%硝酸
P酒+精Fe溶3C液Ⅱ 〔黑网〕 碱性苦味
酸P+钠F水e3溶CⅡ液+L´d 4%硝酸酒精
L溶´液d
4%硝酸
L酒´精d+溶F液e3CⅠ
4%硝
工业纯铁〔4%硝酸酒精溶液〕
F 晶 界
15钢〔4%硝酸酒精溶液〕
一、实验目的： 1. 熟练运用铁碳相图，提高分析铁碳合金平衡结晶过程 及组织变化的才干； 2. 掌握碳钢和白口铁的显微组织特征。
二、实验概述： 1. 铁碳相图的分析； 2. 铁碳合金中常见的固态组织及特征； 3. 工业纯铁、碳钢和白口铁的显微组织特征。
三、实验内容、方法及要求： 1. 讨论Fe-Fe3C相图〔相、组织、性能与含碳量的关系〕； 2. 借助显微镜和电脑对金相试样实物及其电子组织图片进展 察看，分析不同成分铁碳合金的室温平衡组织形貌特征； 3. 随堂完成电子实验报告。
腐蚀剂
1 工业纯铁
2
15钢
3
45钢
4
65钢
5 T8钢
6 T12钢
7 T12钢
8 亚共晶白口铁
9 共晶白口铁
10 过共晶白口铁
退火 退火 退火 退火 退火 退火 退火 铸态 铸态 铸态
F+Fe3CⅢ 极少 4%硝酸
F酒+P精溶液
4%硝酸酒精
F溶+液P
4%硝酸酒精
F溶+液P
4%硝酸酒精
溶P 液
4%硝酸酒
为保证工业用钢应具有 足够的σb 和一定的δ 、Ak ， 故其碳含量普通都不超越 Wc1.3% ~1.4%。
Ψ HB σb
δ Ak
1.0
P精+F溶e3液CⅡ 〔白网〕 4%硝酸
P酒+精Fe溶3C液Ⅱ 〔黑网〕 碱性苦味
酸P+钠F水e3溶CⅡ液+L´d 4%硝酸酒精
L溶´液d
4%硝酸
L酒´精d+溶F液e3CⅠ
4%硝
工业纯铁〔4%硝酸酒精溶液〕
F 晶 界
15钢〔4%硝酸酒精溶液〕
铁碳合金相图 ppt课件
ppt课件
31
（二）铁碳合金相图分析
2、Fe-Fe3C相图中的主要特征线
ppt课件
32
（二）铁碳合金相图分析
2、Fe-Fe3C相图中的主要特征线
PSK线是共析线（727℃） PSK线又称为A1线。 在相图中，WC=0.0218％～6.69％ 的铁碳合金都要发生共析转变。
ppt课件
33
（二）铁碳合金相图分析
ppt课件
48
（五）铁碳合金相图的应用
（2）在铸造方面的应用 选择浇注温度：常为液相线上50～1000C 广泛应用共晶成分的铸铁 铸钢常用含碳量为0.3-0.6%成分
（3）在锻压方面的应用 选择始锻温度： 在AE线以下150-2500C 选择终锻温度： 亚共析钢在8000C左右 过共析钢略高于PS线
3
（一）铁碳合金的基本组元与基本相
（2）铁素体 性能：
与纯铁相似，强度、 硬度低，而塑性和韧性好。 组织：
呈明亮的多边形晶粒， 晶界曲折。
ppt课件
4
（一）铁碳合金的基本组元与基本相
（3）奥氏体
碳溶于γ—Fe中形成的间隙固溶体，用符号A表示。
727℃
溶碳量0.77%
1148℃
溶碳量2.11%
ppt课件
35
（二）铁碳合金相图分析
3、Fe-Fe3C相图中的相区
(1)单相区 相图中有F、A、
L和Fe3C四个单相区。
ppt课件
36
（二）铁碳合金相图分析
3、Fe-Fe3C相图中的相区
(2)两相区 相图中有A+F、L+A、
F+ Fe3C 、L+ Fe3C和 A+Fe3C五个两相区。
课题四铁碳合金相图课件
市场需求的预测
汽车工业需求
随着电动汽车和智能网联汽车的发展，对高性能、轻量化铁碳合 金材料的需求将不断增加。
航空航天需求
随着航空航天技术的进步，对高强度、耐高温的铁碳合金材料的 需求也将不断增长。
基础设施建设需求
随着全球基础设施建设的不断推进，对高强度、耐腐蚀的铁碳合 金材料的需求也将持续增加。
THANKS
化学成分和组织结构等。
数据处理
对实验数据进行整理、分析和处 理，利用数学方法绘制出相图。
图形绘制
将处理后的数据用图形的方式表 示出来，形成铁碳合金相图。
相图的解读
平衡状态
根据相图可以确定不同成分的铁碳合金在不同温度下的平衡状态 ，如单相区、两相区、固溶体区等。
相变规律
相图描述了铁碳合金在不同温度和成分下的相变规律，包括同素异 晶转变、共晶反应和共析反应等。
感谢观看
生产工艺的改进
高效成形技术
01
采用先进的成形工艺，如精密铸造、粉末冶金等，提高铁碳合
金材料的生产效率和产品质量。
节能减排技术
02
在生产过程中引入节能减排技术，降低铁碳合金生产的能耗和
污染物排放，实现绿色制造。
智能化生产
03
利用物联网、大数据等先进技术，实现铁碳合金生产的智能化
和自动化，提高生产效率和产品质量。
相图中的各个区域代表了不同成分 的铁碳合金在不同温度下的平衡状 态，包括液相区、固相区和两相区 。
特性线
特性线是相图中的一些关键温度线 ，如熔点线、共晶点线、共析点线 等，它们对确定合金的平衡状态和 相变过程具有重要意义。
相图的绘制
实验数据
铁碳合金相图的绘制需要大量的 实验数据，包括不同成分的铁碳 合金在不同温度下的物理性质、
铁碳合金相图教学课程.ppt
铁碳合金相图教学课程.ppt第一节铁碳相图铁碳合金的各种化合物：一、铁碳合金的组元 1、Fe: 过渡族元素，熔点1538℃，密度 7.84g/cm3。
纯铁有同素异构转变：金属在固态下发生的晶格类型的转变。
2、Fe3C ：是铁和碳组成的复杂结构的间隙化合物，又叫渗碳体。
性能特点是硬而脆。
性能如下：σb=30MPa，δ=0，ψ=0 aK=0，HB=800kgf/mm2 二、铁碳合金中的相 1、液相L。
2、δ相，又叫高温铁素体。
在1495℃时的最大溶碳量为0.09%。
3、α相，又叫铁素体（ F，α）。
在727 ℃时的最大溶碳量为0.0218%。
4、γ相，又叫奥氏体（A，γ）。
1148 ℃时的最大溶碳量为2.11%。
5、 Fe3C相，化合物相，有条状，网状，片状和粒状。
三、相图中重要的点和线包晶反应：LB+δH A J 共晶反应： LC A E +Fe3C 共晶反应产物是奥氏体与渗碳体的共晶混合物，叫莱氏体，以Le表示，莱氏体中的渗碳体叫共晶渗碳体。
共析反应：As F P +Fe3C 共析反应产物是铁素体与渗碳体的共析混合物，叫珠光体，以P表示，珠光体中的渗碳体叫共析渗碳体。
珠光体的强度高，塑性、韧性和硬度介于渗碳体和铁素体之间。
GS线是合金冷却时自A 中开始析出F的临界温度线，叫A3线。
ES线是碳在A中的固溶线，叫Acm线。
二次渗碳体：碳含量大于0.77%的铁碳合金自1148℃冷却到727℃的过程中，从A中析出的渗碳体，用Fe3C Ⅱ表示， Acm 线即为从A中开始析出Fe3C Ⅱ的临界温度线。
PQ线为碳在F中的固溶线。
三次渗碳体：从碳含量大于0.008%的铁碳合金自727℃冷至室温的过程中，从F中析出的渗碳体，用Fe3C Ⅲ表示， PQ线为从F中开始析出Fe3C Ⅲ的临界温度线。
第二节铁碳合金的平衡结晶过程根据铁-渗碳体相图，铁碳合金可分为三类：（1）工业纯铁：C<0.0218% （2）钢（ 0.0218%< C<=2.11%) 共析钢：C=0.77%，亚共析钢：C<0.77%，过共析钢：C>0.77%。
铁碳合金相图PPT课件
奥氏体性能：相对于铁素体具有一定的强度和硬度，塑性 和韧性也好。 （σb=400 MPa，170~220HBS），塑性和 韧性也好（δ=40%~50%）。具有顺磁性，可作为无磁钢。5
无磁钢：没有铁磁性从而不能被磁化的稳定奥氏体钢。Fe-MnAl-C系列奥氏体，其电磁性能(磁导率)，组织稳定，力学性能 优良，磁导率低而电阻率高，在磁场中的涡流损耗极小。
0.77 c 0.77 0.0218
100%
P
c 0.0218 0.77 0.0218
100%
6.69 c 6.69 0.0218
100%
Fe3C
c 0.0218 6.69 0.0218
100%
30
亚共析钢的组织
所有的亚共析钢室温组织都是由铁素体和珠光体 组成，其差别仅是铁素体与珠光体的相对量不同， Wc越高，珠光体越多，铁素体越少。
无磁钢的用途： （1）石油钻井无线随钻侧斜系统(MWD)：是在油田钻井过程
中的专业定向仪器。一般用于定向井，而定向井需要测斜度及 方位的，测斜时仪器在无磁钻具内部可以免受外界磁场的影响 从而保证结果的准确性。 （2）高压电器和大中型变压器油箱内壁、铁芯拉板、线圈夹 件、螺栓、套管、法兰盘等漏磁场中的结构件； （3）起重电磁铁吸盘、磁选设备筒体、选箱以及除铁器、选 矿设备等；
100%
13.4%
35
过共晶白口铸铁(Wc=5%)
Ld
6.69 6.69
5.0 4.3
100%
71%
Fe3C
5.0 4.3 100% 6.69 4.3
29%
无磁钢：没有铁磁性从而不能被磁化的稳定奥氏体钢。Fe-MnAl-C系列奥氏体，其电磁性能(磁导率)，组织稳定，力学性能 优良，磁导率低而电阻率高，在磁场中的涡流损耗极小。
0.77 c 0.77 0.0218
100%
P
c 0.0218 0.77 0.0218
100%
6.69 c 6.69 0.0218
100%
Fe3C
c 0.0218 6.69 0.0218
100%
30
亚共析钢的组织
所有的亚共析钢室温组织都是由铁素体和珠光体 组成，其差别仅是铁素体与珠光体的相对量不同， Wc越高，珠光体越多，铁素体越少。
无磁钢的用途： （1）石油钻井无线随钻侧斜系统(MWD)：是在油田钻井过程
中的专业定向仪器。一般用于定向井，而定向井需要测斜度及 方位的，测斜时仪器在无磁钻具内部可以免受外界磁场的影响 从而保证结果的准确性。 （2）高压电器和大中型变压器油箱内壁、铁芯拉板、线圈夹 件、螺栓、套管、法兰盘等漏磁场中的结构件； （3）起重电磁铁吸盘、磁选设备筒体、选箱以及除铁器、选 矿设备等；
100%
13.4%
35
过共晶白口铸铁(Wc=5%)
Ld
6.69 6.69
5.0 4.3
100%
71%
Fe3C
5.0 4.3 100% 6.69 4.3
29%
Fe-Fe3C相图 ppt课件
（5）渗碳体（cementite） 前面已讨论过
（6） 石墨（C） 在一些条件下，碳可以以游离态石墨
（graphite） (hcp)稳定相存在。所以石墨 在于Fe—C合金铸铁中也是一个基本相。
ppt课件
15
3. Fe—Fe3C相图分析
如图为Fe—Fe3C相图 全貌。根据分析围绕三条 水平线可把Fe—Fe3C相 图分解为三个部分考虑： 左上角的包晶部分，右边 的共晶部分，左下角的共 析部分。
180-230
渗碳体 800
0
30
珠光体 180
20％-35％
770
ppt课件
31
Wc对铁碳合金工艺性能的影响
●切削加工性： ●可锻性：金属经受压力加工改变形状但不产生裂 纹的性能。
ppt课件
32
铁碳相图的应用
在生产中具有很大的实际意义，主要应用在钢铁材料的选 用和加工工艺的制订两个方面。 （1）在选材方面 （2）在铸造工艺方面 （3）在热锻热轧工艺方面 （4）在热处理工艺方面
▪ Upper head ▪ Core shell ▪ Lower head
ppt课件
42
我国锻造生产的历史，现状及发展趋势
▪ 历史 ▪ 现状 ▪ 趋势
ppt课件
43
锻造生产方法的分类
▪ 按所用工具不同，锻造可以分为自由锻和模 锻两大类
▪ 按坯料在加工时的温度可分为冷锻和热锻。
ppt课件
44
第二、锻造用原材料
分析点、线、区特别 是重要的点、三条水平恒 温转变线 、重要的相界 线
ppt课件
16
（1）Fe—Fe3C相图的点
Fe—Fe3C 相 图 相 图 中的各特性点所对应 的温度、成分和意义 如下表：
（6） 石墨（C） 在一些条件下，碳可以以游离态石墨
（graphite） (hcp)稳定相存在。所以石墨 在于Fe—C合金铸铁中也是一个基本相。
ppt课件
15
3. Fe—Fe3C相图分析
如图为Fe—Fe3C相图 全貌。根据分析围绕三条 水平线可把Fe—Fe3C相 图分解为三个部分考虑： 左上角的包晶部分，右边 的共晶部分，左下角的共 析部分。
180-230
渗碳体 800
0
30
珠光体 180
20％-35％
770
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31
Wc对铁碳合金工艺性能的影响
●切削加工性： ●可锻性：金属经受压力加工改变形状但不产生裂 纹的性能。
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32
铁碳相图的应用
在生产中具有很大的实际意义，主要应用在钢铁材料的选 用和加工工艺的制订两个方面。 （1）在选材方面 （2）在铸造工艺方面 （3）在热锻热轧工艺方面 （4）在热处理工艺方面
▪ Upper head ▪ Core shell ▪ Lower head
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42
我国锻造生产的历史，现状及发展趋势
▪ 历史 ▪ 现状 ▪ 趋势
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43
锻造生产方法的分类
▪ 按所用工具不同，锻造可以分为自由锻和模 锻两大类
▪ 按坯料在加工时的温度可分为冷锻和热锻。
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44
第二、锻造用原材料
分析点、线、区特别 是重要的点、三条水平恒 温转变线 、重要的相界 线
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16
（1）Fe—Fe3C相图的点
Fe—Fe3C 相 图 相 图 中的各特性点所对应 的温度、成分和意义 如下表：
铁碳相图ppt课件
Fe3C
Fe3C + α
Fe3CⅡ P
Fe3CⅡ Fe3C共析 α共析 P
组织构成图
F＋Fe3CⅢ Ld′
P
F
F先+P
解释工业纯铁、钢、白口铸铁组织上的主要差别
L+δ
A
δ
HN
1495℃ JB
T G
γ
α+γ
P
0.S77
α 0.0218
铁碳相图
2L.1E1+γ
L L +Fe3C D
4.3 C
1148℃ F
L→γ
γ1.0 →γ0.77 +Fe3CⅡ
γ
P +Fe3CⅡ
Fe3CⅡ
P
合金⑤ 共晶白口铁
1148℃发生共晶转变 1148 LC γE+ Fe3C
萊氏体 —— Ld
727
室温组织：
变态萊氏体—Ld′(P+ Fe3C ＋Fe3CⅡ)
合金⑥ 亚共晶白口铁
组织构成： P + Ld′
1148
0.77
解度曲线 K GS: 先共析α 6.69 相析出线
0.0008Q
Fe
C%
Fe3C
L+δ
J点―包晶点
A 1495℃
δ
B
L
HN J
L+γ
L +Fe3C D
1495℃ 0.17% C
T
γ
2.1 1E
4.3 C
1148℃ F
C点―共晶点
G α+γ 0.77 PS
α 0.0218
γ +Fe3C
A1 727 ℃
亚共析钢硬度与相构成或碳含量关系： HB≈80×w(F) % + 800×w(Fe3C) %
Fe3C + α
Fe3CⅡ P
Fe3CⅡ Fe3C共析 α共析 P
组织构成图
F＋Fe3CⅢ Ld′
P
F
F先+P
解释工业纯铁、钢、白口铸铁组织上的主要差别
L+δ
A
δ
HN
1495℃ JB
T G
γ
α+γ
P
0.S77
α 0.0218
铁碳相图
2L.1E1+γ
L L +Fe3C D
4.3 C
1148℃ F
L→γ
γ1.0 →γ0.77 +Fe3CⅡ
γ
P +Fe3CⅡ
Fe3CⅡ
P
合金⑤ 共晶白口铁
1148℃发生共晶转变 1148 LC γE+ Fe3C
萊氏体 —— Ld
727
室温组织：
变态萊氏体—Ld′(P+ Fe3C ＋Fe3CⅡ)
合金⑥ 亚共晶白口铁
组织构成： P + Ld′
1148
0.77
解度曲线 K GS: 先共析α 6.69 相析出线
0.0008Q
Fe
C%
Fe3C
L+δ
J点―包晶点
A 1495℃
δ
B
L
HN J
L+γ
L +Fe3C D
1495℃ 0.17% C
T
γ
2.1 1E
4.3 C
1148℃ F
C点―共晶点
G α+γ 0.77 PS
α 0.0218
γ +Fe3C
A1 727 ℃
亚共析钢硬度与相构成或碳含量关系： HB≈80×w(F) % + 800×w(Fe3C) %
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1)ACD线(结晶温度开始线) 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(结晶温度终止 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。
二、相图中的特性线
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。
6）E点 碳在γ-Fe中的最大溶解度,温度1148℃，Wc=2.11%
二、相图中点的含义
7）S点 共析点，温度727℃， Wc=0.77% 成分为S点的奥氏体，冷却 到此温度时，发生共析反应： As→P（F+Fe3C）
8）P点 碳在α-Fe中的最大溶解度, 温度727℃，Wc=0.0218%
二、相图中的特性线
2）两相区 五个两相区：L＋A两相区、 L+Fe3CⅠ两相区、A+Fe3CⅡ两相 区、A＋F两相区、F+Fe3C两相区 3）三相区 ECF共晶线是液相、奥氏体、 渗碳体的三相共存线（L、A、 Fe3C）。 PSK共析线是奥氏体、铁素体、 渗碳体的三相共存线（A、F、 Fe3C）。
四.Fe - Fe3C 相图的知识点
二、相图中点的含义
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γF→α-Fe
3）Q点 600℃时,碳在α-Fe中的 溶度,Wc=0.0057%
二、相图中点的含义
4）D点 渗碳体熔点,温度 1227℃,Wc=6.69%
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 Lc→A+Fe3C
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。
二、相图中的特性线
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），
2.11~4.3
2.11~6.69 4.3
P+Fe3CⅡ+L'd
L'd
过共晶铸铁
4.3~6.69 L'd+Fe3CⅠ
典型的 显微组 织相片
组织 说明
单相铁 素体
白色相为铁 素体，黑色 为珠光体
珠光体 （F白+Fe3C黑）
珠光体+网状 二次渗碳体
珠光体+二 次渗碳体+ 低温莱氏体
低温莱氏体 (P黑+Fe3C白)
一.铁碳合金的分类：
按含碳量的不同，铁 碳合金的室温组织可 分为工业纯钛、钢和 白口铸铁。其中，把 含碳量小雨0.0218% 的铁碳合金称为纯铁； 把含碳量大于 0.0218%而小于2.11% 的铁碳合金称为钢； 把含碳量大于2.11% 的铁碳合金称为铸铁。
纯铁、钢和铸铁的含碳量：
⑴ 工业纯铁(组织为单相铁素体) (<0.0218% C)
4.3%C)
部分莱氏体组织)
③ 过共晶白口铸铁 (4.3 ～ 6.69%C)
铁碳合金的室温组织及分类：
合金类别 纯铁 亚共析钢
含碳量 <0.0218
(%)
0.0218~0.77
室温组织 F
F+P
钢 共析钢
0.0218~2.11 0.77 P
过共析钢
0.77~2.1 P1+Fe3CⅡ
白口铸铁
亚共晶铸铁 共晶铸铁
铁碳合金 (按成分可
⑵钢(高温组织为单相
变形)
A，易于
分为三类)
① 亚共析钢 (0.0218 ～ 0.77%C) ② 共析钢 (0.77%C) ③ 过共析钢 (0.77 ～ 2.11%C)
(3)白口铸铁(在液态下结晶时，全部
或部分液相会发生共晶变，获得全部或
① ②
亚共晶白口铸铁 共晶白口铸铁
(2.11 ～ (4.3%C)
THANK YOU
SUCCESS
2019/7/31
2.共析钢的组织的变化顺序：
• 五个重要的成份点: P、 S、E、C、K。
• 四条重要的线: EF、ES、 GS、FK。
• 二个重要转变: 共晶转 变、共析转变。
• 二个重要温度: 1148 ℃ 、727 ℃ 。
四.Fe - Fe3C 相图的知识点：
课题练习检测：
1、铁碳合金相图是表示在缓慢冷却或加热条件下， 不同（成分）的铁碳合金的（ 状态或组织）随（ 温度 ） 变化的图形。
2、从奥氏体中析出的渗碳体称为（二次渗碳体 ），从 液体中结晶出的渗碳体称为（一次渗碳体 ）。
3、铁碳合金相图上的共析线是（ PSK ）。 4、亚共析钢冷却到PSK线时，要发生共析转变，奥氏
体转变成（ 珠光体）。
铁碳合金相图
第二节：铁碳合金相图的工艺分析
一、铁碳合金的分类 二、典型铁碳合金结晶过程分析 三、铁碳合金的成分、组织与性能的关系 四、Fe－Fe3C相图的应用
一次渗碳体+ 低温莱氏体
性能特 强度、 C↑,强度、硬度 点(平衡 硬度低、逐渐提高,有较 状态) 塑性好 好的塑性和韧性
强度较高,硬 度适二次渗碳 体增加,强度降低
硬度高，脆性大，几乎没有塑性
1.亚共析钢的组织的变化顺序：
亚共析钢的室温组 织由珠光体和铁素体 组成合金的组织按下 列顺序变化：
第三章 铁碳合金
学习目标：
一、铁碳合金相图的组成 二、Fe－Fe3C相图中特性点的含义 三、铁碳合金相图中特征线的含义及各区域内
的组织。 三、单相区、二相区和三相区分析
一、铁碳合金相图的组成
铁碳合金相图——表示在缓慢冷却（或缓慢加热）的条件
下，不同成分的铁碳合金的状态或组织随温度变化的图形。
• 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。
wC＞0.0218%的铁碳合金
均会发生共析转变。
共晶和共析的概念：
共晶：指一定成分的液
体合金，在一定温度下， 同时结晶出成分和晶格 均不相同的两种晶体。
共析：由特定成分的单
相固态合金，在恒定的温 度下，分解成两个新的， 具有一定晶体结构的固相
三、相图中的相区：
1）单相区 有F、A、L和Fe3C四个单相区
2）AECF线(结晶温度终止 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。
二、相图中的特性线
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。
6）E点 碳在γ-Fe中的最大溶解度,温度1148℃，Wc=2.11%
二、相图中点的含义
7）S点 共析点，温度727℃， Wc=0.77% 成分为S点的奥氏体，冷却 到此温度时，发生共析反应： As→P（F+Fe3C）
8）P点 碳在α-Fe中的最大溶解度, 温度727℃，Wc=0.0218%
二、相图中的特性线
2）两相区 五个两相区：L＋A两相区、 L+Fe3CⅠ两相区、A+Fe3CⅡ两相 区、A＋F两相区、F+Fe3C两相区 3）三相区 ECF共晶线是液相、奥氏体、 渗碳体的三相共存线（L、A、 Fe3C）。 PSK共析线是奥氏体、铁素体、 渗碳体的三相共存线（A、F、 Fe3C）。
四.Fe - Fe3C 相图的知识点
二、相图中点的含义
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γF→α-Fe
3）Q点 600℃时,碳在α-Fe中的 溶度,Wc=0.0057%
二、相图中点的含义
4）D点 渗碳体熔点,温度 1227℃,Wc=6.69%
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 Lc→A+Fe3C
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。
二、相图中的特性线
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），
2.11~4.3
2.11~6.69 4.3
P+Fe3CⅡ+L'd
L'd
过共晶铸铁
4.3~6.69 L'd+Fe3CⅠ
典型的 显微组 织相片
组织 说明
单相铁 素体
白色相为铁 素体，黑色 为珠光体
珠光体 （F白+Fe3C黑）
珠光体+网状 二次渗碳体
珠光体+二 次渗碳体+ 低温莱氏体
低温莱氏体 (P黑+Fe3C白)
一.铁碳合金的分类：
按含碳量的不同，铁 碳合金的室温组织可 分为工业纯钛、钢和 白口铸铁。其中，把 含碳量小雨0.0218% 的铁碳合金称为纯铁； 把含碳量大于 0.0218%而小于2.11% 的铁碳合金称为钢； 把含碳量大于2.11% 的铁碳合金称为铸铁。
纯铁、钢和铸铁的含碳量：
⑴ 工业纯铁(组织为单相铁素体) (<0.0218% C)
4.3%C)
部分莱氏体组织)
③ 过共晶白口铸铁 (4.3 ～ 6.69%C)
铁碳合金的室温组织及分类：
合金类别 纯铁 亚共析钢
含碳量 <0.0218
(%)
0.0218~0.77
室温组织 F
F+P
钢 共析钢
0.0218~2.11 0.77 P
过共析钢
0.77~2.1 P1+Fe3CⅡ
白口铸铁
亚共晶铸铁 共晶铸铁
铁碳合金 (按成分可
⑵钢(高温组织为单相
变形)
A，易于
分为三类)
① 亚共析钢 (0.0218 ～ 0.77%C) ② 共析钢 (0.77%C) ③ 过共析钢 (0.77 ～ 2.11%C)
(3)白口铸铁(在液态下结晶时，全部
或部分液相会发生共晶变，获得全部或
① ②
亚共晶白口铸铁 共晶白口铸铁
(2.11 ～ (4.3%C)
THANK YOU
SUCCESS
2019/7/31
2.共析钢的组织的变化顺序：
• 五个重要的成份点: P、 S、E、C、K。
• 四条重要的线: EF、ES、 GS、FK。
• 二个重要转变: 共晶转 变、共析转变。
• 二个重要温度: 1148 ℃ 、727 ℃ 。
四.Fe - Fe3C 相图的知识点：
课题练习检测：
1、铁碳合金相图是表示在缓慢冷却或加热条件下， 不同（成分）的铁碳合金的（ 状态或组织）随（ 温度 ） 变化的图形。
2、从奥氏体中析出的渗碳体称为（二次渗碳体 ），从 液体中结晶出的渗碳体称为（一次渗碳体 ）。
3、铁碳合金相图上的共析线是（ PSK ）。 4、亚共析钢冷却到PSK线时，要发生共析转变，奥氏
体转变成（ 珠光体）。
铁碳合金相图
第二节：铁碳合金相图的工艺分析
一、铁碳合金的分类 二、典型铁碳合金结晶过程分析 三、铁碳合金的成分、组织与性能的关系 四、Fe－Fe3C相图的应用
一次渗碳体+ 低温莱氏体
性能特 强度、 C↑,强度、硬度 点(平衡 硬度低、逐渐提高,有较 状态) 塑性好 好的塑性和韧性
强度较高,硬 度适二次渗碳 体增加,强度降低
硬度高，脆性大，几乎没有塑性
1.亚共析钢的组织的变化顺序：
亚共析钢的室温组 织由珠光体和铁素体 组成合金的组织按下 列顺序变化：
第三章 铁碳合金
学习目标：
一、铁碳合金相图的组成 二、Fe－Fe3C相图中特性点的含义 三、铁碳合金相图中特征线的含义及各区域内
的组织。 三、单相区、二相区和三相区分析
一、铁碳合金相图的组成
铁碳合金相图——表示在缓慢冷却（或缓慢加热）的条件
下，不同成分的铁碳合金的状态或组织随温度变化的图形。
• 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。
wC＞0.0218%的铁碳合金
均会发生共析转变。
共晶和共析的概念：
共晶：指一定成分的液
体合金，在一定温度下， 同时结晶出成分和晶格 均不相同的两种晶体。
共析：由特定成分的单
相固态合金，在恒定的温 度下，分解成两个新的， 具有一定晶体结构的固相
三、相图中的相区：
1）单相区 有F、A、L和Fe3C四个单相区