第六章二元相图2FeC相图资料
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Roozeboom在1900 年根据相律重新修订了奥氏在1899 年发表的Fe-C 平衡图。 这是以相律为指南制定的第一个合金相图,它的意义不仅是提供了一个基本 正确的FeC 平衡图,而且是为在合金相图中应用相律开了一个先例。
14
1 铁碳合金的组元和相
• ⒈ 组元：Fe、 Fe3C
• ⒉相
• ⑴ 铁素体：
3
铁碳合金相图
4
• 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%(at%) →
C
5
郭可信
金相学史话(1); 材料科学与工程 2001
郭可信
金相学史话(1); 材料科学与工程 2001
1863 年英国的H. C. Sorby (索氏体Sorbite即命名于此人）索 氏是国际公认的金相学创建人，他以地质矿物学家的业余身 份发现了：
( 1) 自由铁(1890 年美国著名金相学家Howe命名为Ferrite, 即 铁素体) ; (2) 碳含量高的极硬化合物(1881 年Apel 用电化学分离方法确 定为Fe3C, 1890 年Howe 命名为Cementite, 即渗碳体) ; (3) 由前两者组成的片层状珠状组织Pearly Constituent (Howe 命名为Pearlite, 即珠光体) ; (4) 石墨; (5) 夹杂物
物理冶金和材料科学。
6
郭可信 金相学史话(1－6); 材料科学与工程 2001
Aloys von Widmanstatten (以下简称魏氏) 在1808 年首先将铁陨石(铁镍合金) 切成 试片, 经抛光再用硝酸水溶液腐刻, 得出图1 的组织。铁陨石在高温时是奥氏体7 , 经 过缓慢冷却在奥氏体的{111}面上析出粗大的铁素体片, 无须放大, 肉眼可见。
8
郭可信 金相学史话(1); 材料科学与工程 2001
德国的A dolf Martens (以下简称马氏)和法国的Floris Osmond 分 别在1878 及1885 年独立地用显微镜观察钢铁的显微组织, 在德 国及法国甚至有一些学者还认为他们也是金相学的创始人。 马氏在东普鲁士铁路局工作十年, 修建桥梁, 在这期间他利用业 余时间, 进行钢铁的金相观察。
Osmond 曾在法国的著名合金钢厂Creusot (邓小平当年曾在这家 钢厂做工) 工作十年, 从1880 年起这个钢厂就开始了金相检验。 Osmond 在1895 年建议用马氏命名钢的淬火组织——Martensite, 即马氏体。
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郭可信
金相学史话(2); 材料科学与工程 2001
自从Osmond在 1885年首次提出 β-Fe以来 ,直到1922年 Westgren和Phragm用高温X射线衍射证明 β-Fe与α Fe 有相同的体心立方结构为止 ,在很长时间内 ,冶金学家一直 为钢为什么在淬火后变硬而争论不休。同素异构派 (Allotropist)认为是α Fe→β Fe相变的结果 ,而碳派 (Carbonist)认为是C的作用 ,各执一词。尽管 β Fe的存在 被否定了 ,同素异构相变 (γ Fe→α′ Fe)还是存在的 ,它与 四方畸变的α′ Fe中固溶C都是钢在淬火后变硬的必要条件。 这场长达四十年的激烈争论不但阐明了钢的淬火原理 ,对钢 的结构与性能的深入了解也是有益的。
11
奥氏Austen的功绩是首先正式提出钢中的γ固溶体。他在1897 年绘制了冶金史上第一个Fe-C 平衡图
12
两年后奥氏发表了一个改进了的Fe C 平衡图.这是奥氏一生从事冶金研究事 业的顶峰,他在那时誉满全球,并当选为英国钢铁学会主席,不久之后(1902) 逝 世。为了纪念奥氏在γ固溶体及FeC 平衡图方面的贡献,Osmond 在1900 年命 名γ固溶体为奥氏体。
已基本形成。到 19- 2 0世纪之交 ,Martens(马氏 )和
Osmond对金相学的发展和金相检验在厂矿中的推广做了
重要贡献 ,同时 Roberts- Austen(奥氏 )和
Roogzeboom初步绘制出 Fe- C平衡图 ,为金相学奠定了
理论基础。到了二十世纪中叶 ,金相学已逐步发展成金属学、
• 碳在-Fe中的固溶体称铁素体, 用F 或 表示。
铁素体
• 碳在δ-Fe中的固溶体称δ -铁素体，称高温铁素体，用δ 表示。
Widmanstatten在 19世纪初用硝酸水溶液腐刻铁陨石切
片 ,观察到片状 Fe- Ni奥氏体的规则分布 (魏氏组织 ) ,预
告金相学即将诞生。 Sorby在 1863年用反射式显微镜观
察抛光腐刻的钢铁试样 ,不但看到珠光体中的渗碳体和铁素
体的片状组织 ,还对钢的淬火和回火作了初步探讨 ,金相学
6.4 二元相图典型实例 Fe-C binary phase diagram
1
• 铁碳合金—碳钢(steels)和铸铁(cast irons)，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。
一般用质量百 分比！
2
铁碳合金相图
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。
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郭可信 金相学史话(3); 材料科学与工程 2001
18 6 8年Чернов首先指出钢的淬火温度应在临界点a以上 ,相 当于Osmond后来给出的Ac1或Ac3 。Roberts Austen(即奥氏 ) 在 1896年绘制出Fe-C临界点图 ,接着又在 1897年给出第一 个Fe-C平衡图 ,其中有碳在γ-Fe中的单相区 (后来Howe称之 为奥氏体 )。两年后他又给出第二个Fe-C平衡图 ,根据相律 , 包晶、共晶、共析三相反应都发生在一固定温度。一年后 (190 0 ) ,Bakhuis Roozeboom引入Fe3C并根据相律绘出FeFe3C亚稳平衡图 ,与现今使用的Fe-C平衡图基本相同
Roozeboom在1900 年根据相律重新修订了奥氏在1899 年发表的Fe-C 平衡图。 这是以相律为指南制定的第一个合金相图,它的意义不仅是提供了一个基本 正确的FeC 平衡图,而且是为在合金相图中应用相律开了一个先例。
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1 铁碳合金的组元和相
• ⒈ 组元：Fe、 Fe3C
• ⒉相
• ⑴ 铁素体：
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铁碳合金相图
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• 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%(at%) →
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郭可信
金相学史话(1); 材料科学与工程 2001
郭可信
金相学史话(1); 材料科学与工程 2001
1863 年英国的H. C. Sorby (索氏体Sorbite即命名于此人）索 氏是国际公认的金相学创建人，他以地质矿物学家的业余身 份发现了：
( 1) 自由铁(1890 年美国著名金相学家Howe命名为Ferrite, 即 铁素体) ; (2) 碳含量高的极硬化合物(1881 年Apel 用电化学分离方法确 定为Fe3C, 1890 年Howe 命名为Cementite, 即渗碳体) ; (3) 由前两者组成的片层状珠状组织Pearly Constituent (Howe 命名为Pearlite, 即珠光体) ; (4) 石墨; (5) 夹杂物
物理冶金和材料科学。
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郭可信 金相学史话(1－6); 材料科学与工程 2001
Aloys von Widmanstatten (以下简称魏氏) 在1808 年首先将铁陨石(铁镍合金) 切成 试片, 经抛光再用硝酸水溶液腐刻, 得出图1 的组织。铁陨石在高温时是奥氏体7 , 经 过缓慢冷却在奥氏体的{111}面上析出粗大的铁素体片, 无须放大, 肉眼可见。
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郭可信 金相学史话(1); 材料科学与工程 2001
德国的A dolf Martens (以下简称马氏)和法国的Floris Osmond 分 别在1878 及1885 年独立地用显微镜观察钢铁的显微组织, 在德 国及法国甚至有一些学者还认为他们也是金相学的创始人。 马氏在东普鲁士铁路局工作十年, 修建桥梁, 在这期间他利用业 余时间, 进行钢铁的金相观察。
Osmond 曾在法国的著名合金钢厂Creusot (邓小平当年曾在这家 钢厂做工) 工作十年, 从1880 年起这个钢厂就开始了金相检验。 Osmond 在1895 年建议用马氏命名钢的淬火组织——Martensite, 即马氏体。
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郭可信
金相学史话(2); 材料科学与工程 2001
自从Osmond在 1885年首次提出 β-Fe以来 ,直到1922年 Westgren和Phragm用高温X射线衍射证明 β-Fe与α Fe 有相同的体心立方结构为止 ,在很长时间内 ,冶金学家一直 为钢为什么在淬火后变硬而争论不休。同素异构派 (Allotropist)认为是α Fe→β Fe相变的结果 ,而碳派 (Carbonist)认为是C的作用 ,各执一词。尽管 β Fe的存在 被否定了 ,同素异构相变 (γ Fe→α′ Fe)还是存在的 ,它与 四方畸变的α′ Fe中固溶C都是钢在淬火后变硬的必要条件。 这场长达四十年的激烈争论不但阐明了钢的淬火原理 ,对钢 的结构与性能的深入了解也是有益的。
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奥氏Austen的功绩是首先正式提出钢中的γ固溶体。他在1897 年绘制了冶金史上第一个Fe-C 平衡图
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两年后奥氏发表了一个改进了的Fe C 平衡图.这是奥氏一生从事冶金研究事 业的顶峰,他在那时誉满全球,并当选为英国钢铁学会主席,不久之后(1902) 逝 世。为了纪念奥氏在γ固溶体及FeC 平衡图方面的贡献,Osmond 在1900 年命 名γ固溶体为奥氏体。
已基本形成。到 19- 2 0世纪之交 ,Martens(马氏 )和
Osmond对金相学的发展和金相检验在厂矿中的推广做了
重要贡献 ,同时 Roberts- Austen(奥氏 )和
Roogzeboom初步绘制出 Fe- C平衡图 ,为金相学奠定了
理论基础。到了二十世纪中叶 ,金相学已逐步发展成金属学、
• 碳在-Fe中的固溶体称铁素体, 用F 或 表示。
铁素体
• 碳在δ-Fe中的固溶体称δ -铁素体，称高温铁素体，用δ 表示。
Widmanstatten在 19世纪初用硝酸水溶液腐刻铁陨石切
片 ,观察到片状 Fe- Ni奥氏体的规则分布 (魏氏组织 ) ,预
告金相学即将诞生。 Sorby在 1863年用反射式显微镜观
察抛光腐刻的钢铁试样 ,不但看到珠光体中的渗碳体和铁素
体的片状组织 ,还对钢的淬火和回火作了初步探讨 ,金相学
6.4 二元相图典型实例 Fe-C binary phase diagram
1
• 铁碳合金—碳钢(steels)和铸铁(cast irons)，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。
一般用质量百 分比！
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铁碳合金相图
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。
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郭可信 金相学史话(3); 材料科学与工程 2001
18 6 8年Чернов首先指出钢的淬火温度应在临界点a以上 ,相 当于Osmond后来给出的Ac1或Ac3 。Roberts Austen(即奥氏 ) 在 1896年绘制出Fe-C临界点图 ,接着又在 1897年给出第一 个Fe-C平衡图 ,其中有碳在γ-Fe中的单相区 (后来Howe称之 为奥氏体 )。两年后他又给出第二个Fe-C平衡图 ,根据相律 , 包晶、共晶、共析三相反应都发生在一固定温度。一年后 (190 0 ) ,Bakhuis Roozeboom引入Fe3C并根据相律绘出FeFe3C亚稳平衡图 ,与现今使用的Fe-C平衡图基本相同