课题四--铁碳合金相图教学文案.ppt

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1、课题四--铁碳合金相图课题四铁碳合金相图☂铁碳合金相图各特性点表5-1符号温度/℃碳含量(%)含义A点1538℃0%纯铁的熔点C点1148℃4.30%共晶点Lc←→AE+Fe3CD点1227℃6.69%Fe3C的熔点E点1148℃2.11%碳在γ-Fe中的最大溶解度F点1148℃6.69%共晶生成Fe3C的成分G点912℃0%α-Fe←→γ-Fe同素异构转变点P点727℃0.0218%碳在α-Fe中的最大溶解度S点727℃0.77%共析点As→FP+Fe3C课题四铁碳合金相图☂相图中的特性线ACD线为液相线。此线以上的区域是液相区，液态合金冷却到此线温度时，便

2、开始结晶.AECF线为固相线。表示合金冷却到此线温度时将全部结晶成固态.液相线和固相线之间所构成的两个区域，是由液态合金和结晶体组成的两相区。不过这两个区所包含的结晶体不同，液态合金沿AC线结晶出来的是奥氏体，而沿CD线结晶出来的是渗碳体。由液态合金直接析出的渗碳体称为一次渗碳体（Fe3CⅠ）．课题四铁碳合金相图☂相图中的特性线ECF水平线为共晶反应线C点为共晶点。合金在平衡结晶过程中冷却到1148℃时，C点成分的液相发生共晶反应，生成E点成分的奥氏体和Fe3C。共晶反应的产物是奥氏体与渗碳体的共晶混和物，称莱氏体，以符号Ld表示。PSK水平线为共析反应线S点

3、为共析点。合金在平衡结晶过程中冷却到727℃时，S点成分的奥氏体发生共析反应，生成P点成分的铁素体和Fe3C。共析反应在恒温下进行，反应过程中，奥氏体、铁素体、Fe3C三相共存。共析反应的产物是铁素体与渗碳体的共析混合物，称珠光体，以符号P表示。课题四铁碳合金相图☂GS线是合金冷却时自奥氏体中开始析出铁素体的临界温度线，通常称A3线。奥氏体之所以转变成铁素体是γ-Fe→α-Fe同素异晶转变的结果。☂ES线是碳在奥氏体中的固溶线，通常叫做Acm线。由于在1148℃时A中溶碳量最大可达2.11%，而在727℃时仅为0.77%，因此碳含量大于0.77%的铁碳合金自1

4、148℃冷却至727℃的过程中，将从奥氏体中析出Fe3C。析出的渗碳体称为二次渗碳体(Fe3CII)。☂PQ线是碳在铁素体中固溶线。在727℃时F中溶碳量最大可达0.0218%，室温时仅为0.0008%，因此，碳含量大于0.0008%的铁碳合金自727℃冷却至室温的过程中，将从F中析出Fe3C，析出的渗碳体称为三次渗碳体(Fe3CIII)。课题四铁碳合金相图☂典型铁碳合金结晶过程及组织铁碳合金按其含碳量及室温组织分类纯铁（wC≤0.0218%）钢（0.0218%

5、0.77%

6、共析钢的室温平衡组织全部为P。即☂L—→L+A—→A—→A+P—→P（F+Fe3C）课题四铁碳合金相图☂共析钢金相组织图课题四铁碳合金相图☂亚共析钢结晶过程示意图课题四铁碳合金相图☂亚共析钢在3点以上的结晶过程与共析钢相同，当冷却到3点时，由A中析出F，F在A晶界处优先生核并长大，而A和F的成分分别沿GS和GP线变化。至4点时，A的成分变为0.77%C，F的成分变为0.0218%C。此时A发生共析反应，转变为P，F不变化。4点以下继续冷却，组织基本不发生变化，因此室温平衡组织为F+P。即L—→L+A—→A—→A+F—→P+F课题四铁碳合金相图亚共析钢的显微组织

7、图课题四铁碳合金相图☂过共析钢的结晶过程（含碳量1.2%）课题四铁碳合金相图☂合金冷却时，从1点起自L中结晶出A，至2点全部结晶完了。在2-3点间A不变，从3点起，由A中析出Fe3CII，Fe3CII呈网状分布在A晶界上。至4点时A的碳含量降为0.77%，发生共析反应转变为P，而Fe3CII不变化。在4-5点间冷却时组织不发生转变。图5-10过共析钢的结晶过程示意图。即L→L+A→A→A+Fe3CII→P+Fe3CII（网状）课题四铁碳合金相图☂过共析钢的显微组织课题四铁碳合金相图☂共晶白口铁的结晶过程课题四铁碳合金相图☂共晶白口铁的结晶过程:合金Ⅴ冷却到1点

8、(在AC线上)，从液态中先结晶出奥氏体