相图应用2012

第第6 6章章 凝聚系统相图及其应用凝聚系统相图及其应用 关于相律：关于相律： 多元凝聚系统的相律表达式为多元凝聚系统的相律表达式为f f * =* = C C + 2+ 2， f f * *为条件自由度，为条件自由度，C C为独立组元数，为独立组元数，为相数为相数 数字数字2 2代表温度变量，压力变量代表温度变量，压力变量 。 对于凝聚相：对于凝聚相： 压力对凝聚相体系影响很小，压力因素可以不计。压力对凝聚相体系影响很小，压力因素可以不计。 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 凝聚态二元系统相图 C=2, =1; f*=C-+1 =2f*=1 =3f*=0 自由度(degree of freedom)的概念 确定平衡体系的状态所需要的独立的强度变量数称为体系的自由度，用符号f 表示。 由此可见，体系的自由度是指体系的独立可变因素数(如温度、压力，浓度等) 的数目，这些因素的数值，在一定的范围内，可以任意地改变而不会引起体系相 的数目的改变。 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 3 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer Cooling CurvesCooling Curves 4 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 5 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 6.1 二元系相图 6.1.1 KFBaTiO3系统和提拉法低温制备单晶 提拉法制备立方单晶提拉法制备立方单晶BaTiOBaTiO 3 3 结晶过程分析：结晶过程分析： KF和BaTiO3的物质的量用杠杆规则计算： W(KF)/W(BaTiO3)=（3BaTiO3）/ (KF3) Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 图61为KFBaTiO3系统相图。这是一种最简单的具有一个低共熔点(eutectic point)的二元系统相图，或称为二元固态不互溶凝聚系统相图。图61可见， 如欲将BaTiO3熔融，用提拉法生长BaTiO3单晶，温度要求高达1 885 K。若加 入一定量的KF，就可在比1 106 K略高一点的温度，提拉出质量合格的 BaTiO3单晶，而使制备温度下降700 K左右。通常配料控制在靠近BaTiO3的 一侧。但BaTiO3含量过高时，拉制温度会过高，这是由于此种情况下在比 1106 K稍高一点的温度时，系统的液相量过少。一般可通过实验确定最佳的 原料配比和提拉温度。 实例 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 6.1.2 CaOAl2O3系统和转熔过程的包晶反应 把 分 子 式 为 CaAl2O4的 化 合 物 ， 写 成 CaOAl2O3，简写为CA，其它以此类推。 系统中CA、CA2、六铝酸钙CA6和铝酸三 钙C3A均为不一致熔融化合物 ，它们各自 的分解温度或称为转熔温度(peritectic temperatures) CaOAl2O3系统 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 此相图的化合物与水泥密切相关。C12A7虽然在硅酸盐水泥和矾土水泥中均 有存在，但它的水化活性较差,是水泥中不希望有的矿物组成。C3A与水 反应强烈，硅酸盐水泥中C3A含量较高时，水化速度较 快。CA是矾土水泥的主要矿物，CA和水化合时反应较快，产物强度也较 高，所以矾土水泥也称为快硬高强水泥。此外，CA2常作为耐火水泥的主要 矿物。 相图中两个纯组元的熔点都很高。据文献报道，CaO的熔点为2 873 K， Al2O3的熔点为2 318 K。图32显示，相图两侧的液相线都很陡，这提示了 此两种材料不能混用，否则会影响其高温性能。例如，刚玉砖（其中 Al2O3的质量分数几乎达100%)就不能用含CaO的碱性泥料来砌筑。 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 转熔过程的包晶反应 异成分化合物或异组成化合物 转熔点(peritectic point)异成分熔点 (incongruent melting point）或不相合熔点 转熔过程 包晶反应 因此，要制作这类化合物(如相图中的C3A)的单相晶体，熔体的配料组成就不 应该是相当于C3A，而是应比C3A含更多一些Al2O3，使它的Al2O3的含量处在 对应的转熔点和低共熔点的组成之间，但较靠近转熔点的组成。Fukuda就是 用这种方法成功地制取了不一致熔融化合物KNbO3的大块单晶(30 mm30 mm15 mm)。 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 6.2.3 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 关于电解过程的优化 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 6.1.4 Na2OSiO2系统相图富硅部分 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 在Na2O含量高和高温的条件下，由于熔融Na2O的挥发和腐蚀作用，Na2O SiO2相图的高Na2O含量部分很难作出。图34为部分 Na2OSiO2系统的相 图，其中Na2O含量在大约50%(质量分数)以下。相图中有3个化合物，分别为 偏硅酸钠(NS)，二硅酸钠Na2Si2O5(NS2)和Na6Si8O19(N3S8)。有些文献在NS2 右方标有晶型转变等温线，但在NS2左方却没有出现，此图在相图集中没有再 出现。此相图在Na2OSiO2相图中Na2O含量较高的部分，还出现1个化合物正 硅酸钠Na4SiO4(N2S)11。不过N2S已不在图3 4的组成范围里。上述4个化 合物中，前2个为一致熔融化合物，后2个为不一致熔融化合物。其中N3S8在1 081 K时不一致熔融，但在较低的温度973 K时，它又发生分解，是一种高、 低温皆不稳定的二元化合物。把Na2OSiO2系统的熔融物冷却并粉碎后倒入水 中，加热加压搅拌，可得到水玻璃。 水玻璃的组成常有变动，一般用硅碱率(模数M)来表示 随着M的增大，水玻璃的粘度提高，可溶性变差。通常情况下，M3 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 从图34可知，少量Na2O的加入，会使SiO2（方石英）熔点从1 986 K急 下降到1 083 K左右，降低了近1 000 K。这就是Na2O可作为硅酸盐玻璃助熔 剂的原因。 Na2OSiO2相图是硅酸盐玻璃的基础相图之一。 有的文献认为，最早的玻璃就是由埃及人把纯碱（Na2CO3）掺进砂子 （主要成分是SiO2）里，经高温熔融后，自然冷却制成的。 在Na2OSiO2系统相图富SiO2部分有一个介稳的二液分层区，相图中以虚线表 示。将组成在这范围内的透明玻璃重新加热到8531 023 K范围时，会变得混 浊（失透），这是由于玻璃分相引起的。 相图的右上方是液相和SiO2平衡相区，其中SiO2会发生晶型转变，液相在其 中仅起介质作用。此相图显示，有液相存在时，石英和鳞石英之间的晶型转 变温度虽然和SiO2相图（图27）中没有不同，但它明显地高于相关的低共 熔温度。由此可知，在少量Na2O存在时，能从含SiO2的液相中获得SiO2的低 温稳定晶型石英。 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 6 . 1 . 56 . 1 . 5二组分固态互溶系统液二组分固态互溶系统液- 固平衡相图固平衡相图 ? ? 固态完全互溶系统固态完全互溶系统 （11 ）步冷曲线）步冷曲线 （22 ）相图）相图 （33 ）冷却过程分析）冷却过程分析 两组分固态互溶称固溶体或固态溶液，两组分固态互溶称固溶体或固态溶液， 它通常由于两种组分分子、原子或离子它通常由于两种组分分子、原子或离子 大小接近，在晶格中能够彼此取代而形大小接近，在晶格中能够彼此取代而形 成。成。 固液共存段固液共存段- - - - - - - P =2P =2 ，F =1F =1 固、液单相段固、液单相段- - - - - - - P =1P =1 ，F =2F =2 液相线液相线- - - - - - - 表示液表示液 相组成与凝固点关相组成与凝固点关 系，系，LL 11L L 22 固相线固相线- - - - - - - 表示固表示固 相组成与熔点关系相组成与熔点关系 SS 11S S 22 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 应用：金属提纯应用：金属提纯 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 工艺：区域熔炼工艺：区域熔炼 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer Copper-Silver Phase Diagram Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 6.1.6 Al2O3Cr2O3系统和固溶体分相及Li2ONb2O5系统和同成分熔点 一、Al2O3Cr2O3系统和固溶体分相 Al2O3Cr2O3系统的相图如图37(a)所示。 Cr2O3的熔点由于Al2O3的加入而降低， Al2O3的熔点则因为Cr2O3溶入晶格反而升 高。由此看来，通常所说的凝固点（熔点） 下降原理，并不完全适用于生成固溶体的 所有情况。在固相线温度（最高约2 320 K） 以下至约1 220 K之间，显示了生成连续固 溶体。红宝石是一种富Al2O3的Al2O3 Cr2O3固溶体。在制备红宝石的过程中， 由于温度的波动，会造成其不同部分的组 成差异。为此，可在低于固相线温度50 100 K下长时间保温，使Cr 3+通过扩散均 匀地分布到Al2O3主晶体中。 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 由相图可见，在温度低于1 220 K时，出现了一个两种固溶体不互溶的介稳圆拱 区。在固体状态下，固溶体分成富铝和富铬两相。例如在1 0731 173 K温度 范围内，此单相固溶体分解为两相的过程进行得十分缓慢，但可用水热法或高 压处理来加速这一过程。在通常条件下便很容易把1 573 K时制得的连续固溶体 保持至室温。 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 铌酸锂 (LiNbO3,简称LN) 晶体及晶片用途 铌酸锂（LN）晶体 是一种多功能晶体，具有优良的压电效应、电光效应、声光效应、 非线性效应及光折变效应。 广泛应用于光通信、信息处理、集成光 路、图象存储、谐 波发生、倍频器件、参量振荡等方面。 6.1.7 Li2ONb2O5系统和同成分熔点 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer Li2ONb2O5系统和 同成分熔点 图37(b)是Li2ONb2O5二元系统的部分相图。 相图中铌酸锂以固溶体的形式存在。由于固 溶度有一个范围，所以，此固溶体的组成不 是条竖线，而是一个范围；又由于固溶度与 温度有关，因此相图中固溶体组成线是倾斜 的。该相图（温度组成图）中有一个同成分 熔点C5, 12。用拉曼（Raman）光谱测得该 点含Li2O 48.6%（物质的量分数）5, 15。有 人仍把这类相图归到“形成同成分熔融化合物 的系统”15。整张相图可看成是此化合物分 别与相关的两组元形成的两个独立相图。由 相图可知，如配料组成点偏离C，则由于固溶 体的形成，组成会随着温度的变化而连续地 改变。这样，在铌酸锂晶体的生长过程中， 温度的波动会引起晶体（固溶体）组成不均 匀，以致会在晶体内部出现无规则的生长条 纹。如采用同成分熔点配料生长的晶体，其 光学均匀性比用化学计量配料所生长的晶体 光学均匀性提高了2个数量级5化学计量的 LiNbO3中含50%（物质的量分数）Li2O。 实际上，铌酸锂晶体的光学性能就是随着同 成分熔点的准确测定而不断提高。LiNbO3晶 体生长时，由于其熔点高及纯度要求高，必 须采用铂金坩埚，但可在空气中使用24。铂 金坩埚常含金属铑以提高其高温强度，但须 注意铑在LiNbO3中有一定的溶解度24。 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 脱硫热力学分析中的相图应用脱硫热力学分析中的相图应用 硫对钢性能影响硫对钢性能影响 以硫化铁的形式存在时，导致“热脆现象” 以硫化物夹杂形式存在，降低钢的延展性和韧性 等力学性能 A A、害处害处 利用热脆现象，生产易切削钢。B B、益处益处 Fe-FeS相图 C C、相图分析相图分析 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 硫对钢性能影响硫对钢性能影响 ( (续续) ) C C、相图分析（续）相图分析（续） 轧制温度轧制温度热脆现象热脆现象 Fe FeS Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 硫对钢性能影响硫对钢性能影响( (续）续） C C、相图分析（续）相图分析（续） 不会出现不会出现 热脆现象热脆现象 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 硫对钢性能影响硫对钢性能影响 ( (续续) ) D D、钢铁产品中含硫标准钢铁产品中含硫标准 生铁：合格品 ws/w0.07 一级品 ws/w0.03 钢：根据钢种不同，一般ws/w=0.0160.045 特殊材料电机及变压器用的软磁材料， ws/w 0.01 为提高钢材力学性能，必须进一步脱硫 生产纯净钢 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 9 Ex:Oxygen sensor:ZrO2 Principle:Make diffusion of ions fast for rapid response. Approach: Add Ca impurity to: -increase O2-vacancies -increaseO2-diffusion Operation: -voltage difference produced when O2-ions diffuse between external and references gases. A Ca 2+ impurity removes aZr4+and a O2-ion. Ca 2+ reference gas at fixed oxygen content O2- diffus ion gas with an unknown, higher oxygen content - + voltage difference produced! sensor APPLICATION: SENSORS Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 6.1.10 CaOZrO2系统相图富锆部分和ZrO2晶型转变的控制 CaOZrO2系统相图富锆部分如 图312所示。相图左上角是具有转熔 型的有限固溶体系统（或称为有一个 转溶点的固态部分互溶系统）。图3 12中可观察到与四方晶系、立方晶系 和单斜晶系二氧化锆有关的3种不同 有限固溶体。Kingery 指出，纯ZrO2 在1 273 K附近，会出现了四方到单 斜的相变。图312还显示出，在CaO （或ZrCaO3）存在时，此相变温度 比1 273 K低一些。该系统虽然仅形 成有限的固溶体，但固溶区域相当大。 其原因可从ZrO2和CaO两组元的结构 之间有一定的联系来讨论。图312还 表明，在CaO含量超过约16%（物质 的量分数）后，二氧化锆固溶体就不 再出现晶型转变。 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer Yttria Stabilized Zirconia The monoclinic transition can be suppressed even further by stabilizing zirconia with yttria from 3-8%. Retains cubic and tetragonal phases (avoiding monoclinic) down to roughly 700C. Yttria, partially, and cubic stablized zirconia (CZ) are increasingly common commercially. Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 6.1.7 SiO2Al2O3系统和3Al2O32SiO2(A3S2)的性质 一、相图简介和3Al2O32SiO2(A3S2)的性质图38是Davis和Pask 1972年修改后 的Al2O3SiO2相图。作者提出的液相 线如图中虚线所示。图中下方的虚线 是因为发生了斯宾那多分解。此相图 表明，SiO2和Al2O3形成了一个一致 熔融的化合物3Al2O32SiO2（简写为 A3S2，莫来石），其组成是72%(质 量分数)的Al2O3和28%（质量分数） 的SiO2。通常A3S2晶格中溶有少量 的Al2O3，形成了A3S2固溶体（莫来 石ss，此处ss是英文solid solution的 缩写）。溶入的Al2O3有一定的限 度，在图中相当于63%（物质的量分 数）的位置上。 spinodal decomposition 斯宾那多分解 由程度小、范围广的浓度起伏连续地长 大形成新相，称为连续型相变。 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer Aksay和Pask先后于1974年和1975年在Science上发表了两张Al2O3SiO2相图。 图39与此两图有关，但直接转引自Kingery的陶瓷导论第2版。图中的虚 线表明了相边界的介稳延伸，它说明了实验技术的困难和时间的消耗，以及研 究人员的不同观点。有的学者认为，图39说明，在熔体缓慢冷却的条件下， 接近平衡状态下获得的莫来石是不一致熔融化合物，其转熔点为（2 10110） K；而图38显示，当快速冷却时，偏离平衡条件下得到的莫来石表现出一致熔 融的特性。按照这种观点，图39似应更接近真正的热力学平衡相图；但也有 研究人员报道过，用火焰熔融法在A3S2组成处可直接获得该晶体，国内、外也 有不少学者认为，A3S2是一致熔融的化合物。 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 二、相图在耐火材料工业中的应用 Al2O3SiO2相图对陶瓷和耐火材料有很重要的实用价值，下面着重介绍它在耐火 材料方面的应用。图38中SiO2的液相线很陡。在SiO2中加入少量的Al2O3后， SiO2的熔化温度会急剧下降。据有关资料11介绍，图38中低共熔点E1仅含 Al2O35.5%（质量分数）。如果在SiO2中加入1%（质量分数）的Al2O3，由于相 图中液相臂相对于固相臂的比值很大，在低共熔温度1 868 K时，由杠杆规则可算 出，会产生18.2%（质量分数）的液相，这将导致硅砖的耐火度大大下降。所以 在制作硅砖时，要严防原料中混入Al2O3。 图38中莫来石的液相线E1F左边的一段比较陡，而右边的部分较平坦，这说明当 温度变化时，液相量变化有两种情况。设一粘土砖含有33%(物质的量分数)的Al2O3 和67%（物质的量分数）的SiO2，从图38按杠杆规则计算可得知，当温度从1868 K 上升到1 973 K时，液相量增加并不多；在温度升到1 973 K以后，由于液相线很 平坦，温度升高使液相量迅速增多，导致粘土砖（主要矿物组成是石英和莫来石） 很快软化而不能安全使用。所以粘土砖要严格控制使用的温度范围。 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 从图38还可看出，在生产粘土砖时，如增加原料中Al2O3的含量，会导致配料 点向右移动，使得液相线温度提高，同时使粘土砖中具有较高熔点的莫来石含 量增加，但这样做会提高制造成本。 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 6.1.8 MgOCaO系统和共晶转变点 图310为生成有限固溶体的MgOCaO系 统相图。各相区的平衡相如图所注，其中 MgO ss表示CaO为溶质MgO为溶剂的固溶 体，以此可类推出CaO ss的含义。在温度 为2 273 K时，约有3%（质量分数）的 CaO溶入MgO中，超过这一限度，便会出 现第二相CaO ss。图中出现了一个低共熔 点1, 2, 11（或称为共晶转变点）E，该点 的组成含67%（质量分数）CaO，温度为2 643 K。从相图可看出，在低于TE的范围， 随着温度的提高，溶质的溶解度升高； Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 在高于TE的温度条件下，溶质溶解度的变化出现了相反结果；在TE温度时，溶 解度取得了最大值。共晶转变点周围界线的温度走向与简单的低共熔点相同。共 晶转变点和一般的低共熔点不同之处在于，在共晶转变点的两边，与液相平衡的 固相不是纯物质，而是它们的固溶体。一般来说，这种生成有限固溶体的相图远 比生成连续固溶体的相图普遍4。 用沥青粘结的MgOCaO系统耐火材料，由于在高温时的固溶性而形成了较强的 结合，已被广泛地用于炼钢用的碱性氧气顶吹转炉中。一般镁砖含MgO在80% （质量分数）以上，白云石含MgO约为35%（质量分数），因此，镁砖耐火度比 白云石高。如果镁砖的原料配比选择控制不当，MgO含量过低，会造成制品耐火 度的下降，影响使用。 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 二、相图在耐火材料方面的应用 由相图可知，若固体材料组成处于M2S右方（至转熔点D点前），加热时最 高在1 830 K便会出现液相，所以，应使镁硅质耐火材料配方中的MgO含量 比M2S中的高一些，否则耐火度会急剧下降。 此外，应注意到相图靠SiO2一侧出现一个液相分层区，由此可推知炼钢炉等工 业窑炉中硅砖和镁砖不能混用的原因：在平炉的冶炼温度附近，硅砖中的SiO2 会和镁砖中的MgO发生反应溶解的质量分数w（MgO）不大于30%，生成 大量的液相，虽然由于存在着二液分层区不会引起熔化温度的急剧下降（FF 的平衡温度为1 968 K），但对硅砖的机械性能却有很大的影响。 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 6 . 1 . 1 16 . 1 . 1 1 合金相图合金相图 一、相图与合金性能的关系 根据相图判断材料的力学和物理性能 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 二、 相图与合金性能的关系 塑性加工性能：选择具有单相固溶体区的合金。 热处理性能：选择具有固态相变或固溶度变化的合金。 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 三、三、 铁碳合金相图铁碳合金相图 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 1组元和相 （1 ）组元： 铁石墨相图：F e , C ; 铁渗碳体相图：F e - F e 3 C 。 （2 ）相：L ,A ( ) , F ( ) ,F e 3 C ( K ) 。 （其定义） 相 铁素体 是碳在Fe中的间隙固熔 体，体心立方晶格，塑性好，但强度和硬 度低。 相 奥氏体，是碳在rFe中的间隙固熔 体，面心立方晶格。 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer A C D E F G S P Q 1147 727 L A L+A 4.3%C2.14%C0.0218%C 6.69%C FeFe3C Ld Ld+Fe3C A+Ld+Fe3C F A+F P 0.77%C Ld K ( P+Fe3C ) P+Ld+Fe3CLd+Fe3C P+FP+Fe3C ( F+ Fe3C ) A+ Fe3C L+ Fe3C ( A+Fe3C ) ? ? In their simplest form, steels are alloys of IronIn their simplest form, steels are alloys of Iron ( (FeFe) and Carbon () and Carbon (C C). ). Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer C o l l e g eo f Ma t e r i a l sS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer WHAT DO YOU KNOWWHAT DO YOU KNOW ABOUT IRON?ABOUT IRON? -ferrite 铁素体 - solid solution of C in BCC Fe Stable form of iron at room temperature. The maximum solubility of C is 0.022 wt%. Transforms to FCC -austenite at 912oC 奥氏体 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer WHAT DO YOU KNOWWHAT DO YOU KNOW ABOUT IRON?ABOUT IRON? -austenite奥氏体 - solid solution of C in FCC Fe The maximum solubility of C is 2.14 wt %. Transforms to BCC d-ferrite at 1395oC Is not stable below the eutectoid temperature (727oC) unless cooled rapidly Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer WHAT DO YOU KNOWWHAT DO YOU KNOW ABOUT IRON?ABOUT IRON? -ferrite-铁素体 - solid solution of C in BCC Fe The same structure as a-ferrite Stable only at high T, above 1394oC Melts at 1538oC Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer WHAT DO YOU KNOWWHAT DO YOU KNOW ABOUT IRON?ABOUT IRON? Fe3C - iron carbide or cementite This intermetallic compound is metastable, it remains as a compound indefinitely at room T, but decomposes (very slowly, within several years) into -Fe and C (graphite) at 650-700oC 渗碳体 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer A FEW COMMENTS ABOUTA FEW COMMENTS ABOUT FeFe- -FeFe 3 3 C C ? ? C is an