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《第8章 相平衡与相图原理(Fe-C合金平衡结晶过程)-1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第八章铁碳合金相图主讲老师:张可敏一、铁碳合金的组元和相碳在δ-Fe中的固溶体称δ-铁素体，用δ表示。都是体心立方间隙固溶体。铁素体的溶碳能力很低,在727℃时最大为0.0218%，室温下仅为0.0008%。铁素体的组织为多边形晶粒，性能与纯铁相似。铁素体⒈组元：Fe、Fe3C⒉相⑴铁素体：碳在a-Fe中的固溶体称铁素体,用F或a表示。⑵奥氏体:碳在g-Fe中的固溶体称奥氏体。用A或g表示。是面心立方晶格的间隙固溶体。溶碳能力比铁素体大，1148℃时最大为2.11%。组织为不规则多面体晶粒，晶界较直。强度低、塑性好，钢材热加工都在g区进行.碳钢室温组织中
2、无奥氏体。奥氏体1394°C912°Cbccfccbccδ-Feγ-Feα-Fe⑶渗碳体：即Fe3C,含碳6.69%,用Fe3C或Cm表示。Fe3C硬度高、强度低(sb»35MPa),脆性大,塑性几乎为零Fe3C是一个亚稳相，在一定条件下可发生分解：Fe3C→3Fe+C(石墨),该反应对铸铁有重要意义。由于碳在a-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。铸铁中的石墨钢中的渗碳体二、铁碳合金相图的分析⒈特征点(P、S、E、C、K)↔↔↔↔↔LJNGgg+Fe3Ca+Fe3CL+Fe3CL+ga+g⒉特征线⑴液相线—ABC
3、D，固相线—AHJECFD⑵三条水平线：HJB：包晶线LB+δH→gJECF：共晶线LC→gE+Fe3C共晶产物是g与Fe3C的机械混合物，称作莱氏体,用Le表示。为蜂窝状,以Fe3C为基，性能硬而脆。莱氏体PSK：共析线（又称A1线）gS→FP+Fe3C共析转变的产物是a与Fe3C的机械混合物，称作珠光体，用P表示。珠光体L+δL+gL+Fe3Cδ+gg+Fe3Cg+aF+Fe3C珠光体的组织特点是两相呈片层相间分布,性能介于两相之间。⑶其它相线GS,GP—g↔a固溶体转变线,GS又称A3线。HN,JN—δ↔g固溶体转变线。ES—碳在g-Fe中的固溶线
4、。又称Acm线。PQ—碳在a-Fe中的固溶线。⑶三个三相区：即HJB(L+d+g)、ECF(L+g+Fe3C)、PSK(g+a+Fe3C)三条水平线⒊相区⑴五个单相区：L、d、g、a、Fe3C⑵七个两相区:L+d、L+g、L+Fe3C、d+g、g+Fe3C、g+a、a+Fe3Cd三、典型合金的平衡结晶过程⑵钢(0.0218~2.11%C)高温组织为单相g①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)铁碳相图上的合金，按成分可分为三类：⑴工业纯铁(<0.0218%C)组织为单相铁素体。亚共析钢共析钢过共
5、析钢共晶白口铁过共晶白口铁亚共晶白口铁工业纯铁⑶白口铸铁(2.11~6.69%C)铸造性能好,硬而脆①亚共晶白口铸铁(2.11~4.3%C)②共晶白口铸铁(4.3%C)③过共晶白口铸铁(4.3~6.69%C)㈠工业纯铁的结晶过程合金液体在1-2点间转变为d，3-4点间d→g，5-6点间g→a。到7点，从a中析出Fe3C。NSJBHdL+dd+ga+gd工业纯铁的结晶过程随温度下降，Fe3CⅢ量不断增加，合金的室温下组织为F+Fe3CⅢ。室温下Fe3CⅢ最大量为: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。
6、㈡共析钢的结晶过程合金液体在1-2点间转变为g。到S点发生共析转变：gS→aP+Fe3C,g全部转变为珠光体。共析钢的结晶过程珠光体在光镜下呈指纹状.转变结束时，珠光体中相的相对重量百分比为：珠光体中的渗碳体称共析渗碳体。S点以下，共析a中析出Fe3CⅢ，与共析Fe3C结合不易分辨。室温组织为P.珠光体Q室温下，珠光体中两相的相对重量百分比是多少？Q43219㈢亚共析钢的结晶过程0.09~0.53%C亚共析钢冷却时发生包晶反应.以0.45%C的钢为例合金在4点以前通过匀晶—包晶—匀晶反应全部转变为g。到4点，由g中析出a。到5点,g成分沿GS线变到S点，
7、g发生共析反应转变为珠光体。温度继续下降，a中析出Fe3CⅢ，由于与共析Fe3C结合,且量少,忽略不计.a+Fe3CⅢGSPABJH亚共析钢的结晶过程由于亚共析钢中碳基本上都集中在珠光体上，所以根据其平衡组织中珠光体的含量可以近似估算亚共析钢的含碳量:QC=QP×0.77%(忽略a中含碳量)共析温度下相的相对重量为：组织组成物的相对重量为：S’室温下相的相对重量百分比为：室温下组织组成物的相对重量百分比为：S’亚共析钢室温下的组织为F+P。在0.0218~0.77%C范围内珠光体的量随含碳量增加而增加。含0.45%C钢的组织含0.20%C钢的组织含0.6
8、0%C钢的组织㈣过共析钢的结晶过程合金在1~2点转变为g,到3点,开始析出Fe3
