铁碳合金与铁碳合金相图 铁碳合金相图

铁碳合金与铁碳合金相图

1 铁碳合金的基本组织

1.1. 铁素体

碳与α-Fe 中形成的间隙固溶体称为铁素体，用F 表示。强度和硬度低，塑性和韧性好。

1.2. 奥氏体

碳与γ-Fe 中形成的间隙固溶体称为铁素体，用A 表示。高温组织，在大于727℃时存在。塑性好，强度和硬度高于F ，在锻造、轧制时常要加热到A ，提高塑性，易于加工。

1.3. 渗碳体

铁与碳形成的金属化合物，硬度高，脆性大。用Fe3C

1.4. 珠光体

F 与Fe3C 混合物。强度，硬度，塑性，韧性介于两者之间。

1.5. 莱氏体

A 与Fe3C 混合物硬度高，塑性差。

2 铁碳合金状态图

2.1 状态图主要点线

主要点

1

主要线： ABCD 线

液相线，液相冷却至此开始析出，加热至此全部转化。

AHJECF 线

固相线，液态合金至此线全部结晶为固相，加热至此开始转化 GS 线

A3线，A 开始析出F 的转变线，加热时F 全部溶入A

ES 线

Acm 线，C 在A 中溶解度曲线

ECF 线

共晶线，含C 量2.11-6.69%至此发生共晶反应，结晶出A 与Fe3C 混合物，莱氏体。

PSK 线(A1线)

共析线，含C 量在0.0218-6.69%至此反生共析反应，产生出珠光体

2.2 铁碳合金分类

2.2.1 钢 含C 量0.0218～2.11%

共析钢 含C 量0.77%

亚共析钢0.0218-0.77%

过共析钢0.77-2.11%

2.2.2 白口铸铁 2.11-6.69%

共晶白口铸铁 4.3%

亚共晶白口铸铁 2.11-4.3%

过共晶白口铸铁 4.3-6.69%

2.3 铁碳合金相图的作用

在铸造方面

选择合适的浇铸温度，流动性好

在煅造方面

选择合适的温度区，奥氏体区

在热处理方面

2

退火，正火，淬火等

2.4 碳对铁碳合金平衡组织和性能的影响

一、含碳量对平衡组织的影响

室温下，铁碳合金均由α+ Fe3C 两相组成

随含碳量不同，可分为七个典型组织区

二、含碳量对机械性能的影响

• 珠光体P ：为F + Fe3C 的混合物，呈层片状，由于Fe 3C 的强化作用，珠光体性能较好；

• 亚共析钢：由F + P 组成，随碳量增加，珠光体量增加，强度性能提高；

• 过共析钢：P+ Fe 3C(II)组成，当含碳量1%， Fe 3C(II)呈网状分布在晶界处，强度性能下降。

• 莱氏体：硬而脆

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