Fe—C合金的组织和性能

1、FeCFeC合金的组织和性能合金的组织和性能 钢钢(Steels)(Steels)和铸铁和铸铁(Cast irons)(Cast irons)是应用最广的金属是应用最广的金属材料，虽然它们的种类很多，成分不一，但是它们的材料，虽然它们的种类很多，成分不一，但是它们的基本组成都是铁基本组成都是铁(Fe)(Fe)和碳和碳(C)(C)两种元素，故统称为两种元素，故统称为铁碳铁碳合金合金（alloys of the ironalloys of the ironcarbon systemcarbon system）。因此，因此，学习铁碳相图、掌握应用铁碳相图的规律解决实际问学习铁碳相图、掌握应用铁碳相图

2、的规律解决实际问题是非常重要的。题是非常重要的。 铁碳相图铁碳相图( (如图如图7.50)7.50)是一个较复杂的二元合金相图，是一个较复杂的二元合金相图，它概括了钢铁材料的成分、温度与组织之间的关系。它概括了钢铁材料的成分、温度与组织之间的关系。在铁碳合金中，在铁碳合金中，FeFe与与C C可以形成一系列化合物：可以形成一系列化合物：Fe3CFe3C、FeFe2 2C C、FeCFeC。所以，所以，Fe-CFe-C相图可以划分成相图可以划分成Fe-FeFe-Fe3 3C, C, FeFe3 3C-FeC-Fe2 2C, FeC, Fe2 2C-FeCC-FeC和和FeCFeC-C-C四个部分

3、。由于化合物是四个部分。由于化合物是硬脆相，后面三部分相图实际上没有应用价值（工业硬脆相，后面三部分相图实际上没有应用价值（工业上使用的铁碳合金含碳量不超过上使用的铁碳合金含碳量不超过5 5），因此，），因此，通常所通常所说的铁碳相图就是说的铁碳相图就是Fe-FeFe-Fe3 3C C部分部分。 Fe-FeFe-Fe3 3C C相图相图1.FeC1.FeC合金中的组元合金中的组元 铁碳合金中组元：铁碳合金中组元：纯铁纯铁(Fe) (Fe) 渗碳体（渗碳体（FeFe3 3C C） (1) (1) 纯铁（纯铁（FeFe） 纯铁（纯铁（pure ironpure iron） W WFeFe 99.8

4、% 99.8%，原子序数原子序数2626，原子相对质量，原子相对质量55.8555.85，纯铁的熔点，纯铁的熔点15381538，汽化点汽化点27382738，密度，密度7.87g/7.87g/。 纯铁固态下具有纯铁固态下具有同素异构转变（同素异构转变（allotropic allotropic transformationtransformation）：912912C C以下为体心立方以下为体心立方(bcc)(bcc)晶体结构，晶体结构，912912C C到到13941394C C之间为面心之间为面心立方立方( (fccfcc) )结构结构, 1394, 1394C C到熔点之间为体心立到熔

5、点之间为体心立方方(bcc)(bcc)结构。结构。 纯 铁 具 有 磁 性 转 变纯 铁 具 有 磁 性 转 变 （ 7 6 8 7 6 8 磁 性 转 变 、磁 性 转 变 、magnetic transformationmagnetic transformation）。纯铁的强度低，纯铁的强度低，塑性好塑性好( (软软) )，很少用于结构材料。主要利用，很少用于结构材料。主要利用铁铁磁性（磁性（ferromagnetismferromagnetism）。 纯铁的同素异构转变纯铁的同素异构转变纯铁的显微组织纯铁的显微组织(2) (2) 渗碳体渗碳体(Fe3C)(Fe3C) 渗碳体（渗碳体（c

6、ementitecementite）是是FeCFeC合金中碳以化合物合金中碳以化合物(Fe(Fe3 3C)C)形式出现的。它具有复杂的晶格形式出现的。它具有复杂的晶格( (正交晶系正交晶系) )，其晶体，其晶体结构如图结构如图。FeFe3 3C C是由是由C C原子构成的一个斜方晶格，原子构成的一个斜方晶格， 原原子周围有六个子周围有六个FeFe原子，构成一个八面体，而每个原子，构成一个八面体，而每个FeFe原原子属于两个八面体共有，子属于两个八面体共有，Fe:C=3:1Fe:C=3:1。 Fe3CFe3C熔点为熔点为12271227，Fe3cFe3c是一种亚稳化合物，在一定是一种亚稳化合物，

7、在一定条件下，渗碳体可以分解而形成石墨状的自由碳：条件下，渗碳体可以分解而形成石墨状的自由碳：FeFe3 3C3Fe + C(C3Fe + C(石墨石墨) )。这一过程对于铸铁和石墨钢具。这一过程对于铸铁和石墨钢具有重要意义。所以有重要意义。所以FeFe3CFeFe3C相图又叫介稳定系相图，相图又叫介稳定系相图，FeFeC C相图又叫稳定系相图，若把相图又叫稳定系相图，若把FeFe3CFeFe3C相图与相图与FeFeC C相图画在同一图上，称为相图画在同一图上，称为FeFeC C合金双重相图合金双重相图. . Fe3CFe3C在在230230以下具有铁磁性，常用以下具有铁磁性，常用A0A0表示

8、这个临表示这个临界点。界点。 Fe3CFe3C在钢和铸铁中呈现片状，粒状，网状和板条在钢和铸铁中呈现片状，粒状，网状和板条状。渗碳体硬而脆状。渗碳体硬而脆(HB800)(HB800)，塑性极低，延伸率接塑性极低，延伸率接近于近于0 0。它是钢铁材料中的主要强化相。它是钢铁材料中的主要强化相。Fe3CFe3C中碳中碳和和FeFe可以被其它元素替代形成以可以被其它元素替代形成以Fe3CFe3C为基的固溶体。为基的固溶体。FeFe被被CrCr、MnMn等原子金属置换，形成以等原子金属置换，形成以Fe3CFe3C为基的固为基的固溶体，称为合金渗碳体。溶体，称为合金渗碳体。 渗碳体的晶格渗碳体的晶格Fe

9、-FeFe-Fe3 3C C双重相图双重相图2. FeC2. FeC合金中的基本相合金中的基本相 A A 在在FeFe3CFeFe3C相图中，相图中，FeCFeC合金在不同条件合金在不同条件( (成分，温成分，温度度) )下，可有下，可有六个基本相：六个基本相： L L相、相、相、相、相、相、相、相、Fe3CFe3C相、石墨（相、石墨（C C） （1 1）液相）液相(L)(L) Fe Fe与与C C在高温下形成的液体溶液。在高温下形成的液体溶液。(ABCD(ABCD线以上线以上) ) （2 2）相相 高温铁素体（高温铁素体（high temperature high temperature f

10、erriteferrite） C C在在FeFe的间隙固溶体。在的间隙固溶体。在14591459时最大溶解量可达时最大溶解量可达0.09%0.09%，为，为bccbcc结构，也称结构，也称高温铁素高温铁素体（体（high temperature ferritehigh temperature ferrite）。 （3 3）渗碳体）渗碳体（cementitecementite） 前面已讨论过前面已讨论过 FeCFeC合金中的基本相合金中的基本相 B B （4 4） 奥氏体（奥氏体（austeniteaustenite） 奥氏体奥氏体( (或或A)A)是是C C溶解于溶解于FeFe形成的间隙固溶体

11、形成的间隙固溶体称为称为奥氏体（奥氏体（austeniteaustenite）。具有具有fccfcc结构。具有面结构。具有面心立方晶体结构的奥氏体可以溶解较多的碳，心立方晶体结构的奥氏体可以溶解较多的碳，11481148C C时最多可以溶解时最多可以溶解2.11%2.11%的碳，到的碳，到727727C C时含碳量降到时含碳量降到0.8%0.8%。碳原子存在于面心立方晶格中正八面体的中心，。碳原子存在于面心立方晶格中正八面体的中心，单相单相区存在于区存在于NJBESGNNJBESGN区域内（区域内（727-1459727-1459）。奥）。奥氏体的硬度氏体的硬度(HB170220)(HB170

12、220)较低，塑性较低，塑性( (延伸率延伸率为为40%50%)40%50%)高。奥氏体的显微组织见下图。高。奥氏体的显微组织见下图。是是顺磁性顺磁性（paramagnetismparamagnetism），具有，具有fccfcc结构。晶粒呈平直多边结构。晶粒呈平直多边形。形。 碳在碳在FeFe晶格中的位置晶格中的位置奥氏体的显微组织奥氏体的显微组织FeCFeC合金中的基本相合金中的基本相 C C （5 5）铁素体（）铁素体（ferriteferrite） 铁素体（铁素体（或或F F）是）是C C溶于溶于FeFe形成的间隙固溶体称为形成的间隙固溶体称为铁素体（铁素体（ferriteferrit

13、e）。C C原子溶于八面体间隙。单相原子溶于八面体间隙。单相相在相在CPQCPQ以左部分。铁素体的含碳量非常低，在以左部分。铁素体的含碳量非常低，在727727时时C C在在FeFe中最大溶解量为中最大溶解量为0.0218%0.0218%，室温下含碳仅为，室温下含碳仅为0.005%0.005%，所以，所以其性能与纯铁相似：硬度其性能与纯铁相似：硬度(HB50-80)(HB50-80)低，塑性低，塑性( (延伸率延伸率为为30%50%)30%50%)高。铁素体的显微组织与工业纯铁相同。晶粒常呈高。铁素体的显微组织与工业纯铁相同。晶粒常呈多边形。是铁磁性，具有多边形。是铁磁性，具有bccbcc结构

14、。结构。 （6 6） 石墨（石墨（C C） 在一些条件下，碳可以以游离态在一些条件下，碳可以以游离态石墨（石墨（graphitegraphite） (hcp)(hcp)稳定相存在。所以石墨对于稳定相存在。所以石墨对于FeCFeC合金中铸铁也是一个基本合金中铸铁也是一个基本相。相。3. FeFe3C3. FeFe3C相图分析相图分析 如图为如图为FeFe3CFeFe3C相图全貌。根据分析围相图全貌。根据分析围绕三条水平线可把绕三条水平线可把FeFe3CFeFe3C相图分解为三个相图分解为三个部分考虑：左上角的包晶部分，右边的共晶部分考虑：左上角的包晶部分，右边的共晶部分，左下角的共析部分。部分，

15、左下角的共析部分。 分析点、分析点、线、区特别是重要的点、三条水平恒温转变线、区特别是重要的点、三条水平恒温转变线线 、重要的相界线、重要的相界线 Fe-FeFe-Fe3 3C C相图相图（1 1）FeFe3CFeFe3C相图的点相图的点 FeFe3CFeFe3C相图相图中的各特性点所对应的温相图相图中的各特性点所对应的温度、成分和意义如下表：度、成分和意义如下表： A A、B B、C C、D D、E E、F F、G G、H H、J J、K K、N N、P P、S S、Q Q各点各点（2 2）FeFe3CFeFe3C相图的线相图的线 FeFe3CFeFe3C相图有一些特性线，它们是由不相图有一

16、些特性线，它们是由不同成分合金具有相同意义的点连接起来的。同成分合金具有相同意义的点连接起来的。有三条水平恒温转变线，二条磁性转变线有三条水平恒温转变线，二条磁性转变线( (水水平平) )和三条重要的相界线。和三条重要的相界线。 FeFe3CFeFe3C相相图中各线的意义如表（讲义图中各线的意义如表（讲义P4P45151） A.A.三条水平恒温转变线三条水平恒温转变线 包晶线：包晶线：HJBHJB线（线（14591459），J J为包晶点，为包晶点，wcwc=0.09=0.090.53%0.53%的的FeFe、C C合金缓冷到合金缓冷到HJBHJB线均发生包晶反应，即：线均发生包晶反应，即：

17、L0.53+L0.53+0.090.090.170.17 （LB+LB+HJHJ） 共晶线：共晶线：ECFECF水平线（水平线（11481148），C C点为共晶点，点为共晶点，wcwc=2.11=2.116.69%6.69%的的FeFe、C C合金缓冷到合金缓冷到EFCEFC线均发生共晶反应，线均发生共晶反应，即：即： L4.30L4.302.112.11+ + Fe3C Fe3C （LCLCE E+ + Fe3CFe3C） 转变产物为转变产物为和和Fe3CFe3C组成的共晶混合物称为组成的共晶混合物称为莱氏体莱氏体（ledeburiteledeburite），用），用LdLd表示。表示。

18、共析线：共析线：PSKPSK水平线（水平线（727727），S S点为共析点。凡点为共析点。凡wcwc0.0218%0.0218%的的FeFe、C C合金冷却到合金冷却到PSKPSK线均发生共析反应，即：线均发生共析反应，即： 0.770.770.0218 0.0218 + + Fe3C Fe3C （S SP P+ + Fe3CFe3C） 转变产物为转变产物为和和Fe3CFe3C组成的机械混合物称为组成的机械混合物称为珠光体珠光体（pearlitepearlite），用），用P P表示。共析转变温度常用表示。共析转变温度常用A1A1表示。表示。 B. B. 两条磁性转变线两条磁性转变线 230

19、230为水平线为为水平线为Fe3CFe3C的磁性转变线的磁性转变线，230230以上以上Fe3CFe3C无磁性，无磁性，230230以下为铁磁性。常用以下为铁磁性。常用A0A0表表示示 770770为为的铁磁性转变线的铁磁性转变线。770770以上无铁以上无铁磁性，磁性，770770以下为铁磁体。常用以下为铁磁体。常用A2A2表示，又称居表示，又称居里点。里点。 C. C. 几条重要的相界线几条重要的相界线( (固态转变线固态转变线) ) GS GS线：线：A A中开始析出中开始析出或或全部溶入全部溶入( (升温时升温时) ) 的转变线。的转变线。常用常用A3A3表示。因这条线在共析转变线以上

20、，故又称为先共表示。因这条线在共析转变线以上，故又称为先共析析相开始析出线。相开始析出线。常称为常称为A3A3线线或或A3A3温度。温度。 ES ES线线：C C在在中溶解度曲线。中溶解度曲线。常用常用AcmAcm表示，称为表示，称为AcmAcm温度。温度。低于此温度，溶解度降低，将析出低于此温度，溶解度降低，将析出Fe3CFe3C。为了区别自液。为了区别自液(CD(CD线线) )态合金中直接析出的一次态合金中直接析出的一次Fe3CFe3C，将，将中析出的中析出的Fe3CFe3C称为称为二次二次Fe3CFe3C。 PQ PQ线线：C C在在中溶解度曲线中溶解度曲线。在。在727727时，时，C

21、 C在在中的最大溶中的最大溶解度解度0.0218%0.0218%，但温度下降，但温度下降，C C在中溶解度下降，会析出少在中溶解度下降，会析出少量的渗碳体，称为三次量的渗碳体，称为三次Fe3CFe3C。以区别于沿。以区别于沿CDCD线和线和ESES线析线析出的出的Fe3CFe3C。（3 3）FeFe3CFeFe3C相图中的区相图中的区 FeFe3CFeFe3C相图中的区：相图中的区： 4 4个单相区个单相区：L L、 7 7个两相区个两相区：L+L+、L+L+、L+ Fe3CL+ Fe3C、+、+ Fe3C+ Fe3C、+、+ Fe3C + Fe3C 3 3个三相共存区个三相共存区：L+ Fe

22、3CL+ Fe3C（ECFECF线）、线）、L+L+（HJBHJB线）、线）、+ Fe3C+ Fe3C（PSKPSK线）线） 4. FeC4. FeC合金分类合金分类 FeFe、C C合金通常按其含碳量合金通常按其含碳量(Wc)(Wc)及其室温平衡组及其室温平衡组织分为三大类：织分为三大类：工业纯铁（工业纯铁（pure ironpure iron）、碳钢）、碳钢（carbon steelcarbon steel）、铸铁（）、铸铁（cast ironcast iron）。根据碳。根据碳钢和铸铁的相变、组织特征可把二者细分。即：钢和铸铁的相变、组织特征可把二者细分。即： （1 1）工业纯铁：）工业

23、纯铁：(Wc0.0218%)(Wc0.0218%)显微组织为固溶体显微组织为固溶体。 （2 2）钢）钢 钢钢（steelsteel）是含碳量在是含碳量在( (WcWc=0.0218=0.02182.11%)2.11%)之间的之间的FeFe、C C合金。合金。其特点是：其特点是： 高温组织为单相的高温组织为单相的，具有很好的塑性。因而具有很好的塑性。因而可以进行锻造、轧制等压力加工。根据其室温可以进行锻造、轧制等压力加工。根据其室温组织的不同，组织的不同，碳钢（碳钢（carbon steelcarbon steel）又可分为：又可分为： 共析钢（共析钢（eutectoid steeleutect

24、oid steel）：）：WcWc=0.77% =0.77% 亚共析钢（亚共析钢（hypoeutectoidhypoeutectoid steel steel）：）：WcWc=0.0218=0.02180.77% 0.77% 过共析钢（过共析钢（hypereutectoid steelhypereutectoid steel）：）：WcWc=0.77=0.772.11% 2.11% （3 3）白口铸铁）白口铸铁 白口铸铁（白口铸铁（white cast ironwhite cast iron）是含碳量在是含碳量在Wc=2.11Wc=2.116.69%6.69%之间的之间的FeFe、C C合金。

25、其特点液态合金结晶时都发生共合金。其特点液态合金结晶时都发生共晶反应，液态时有良好的流动性，因而铸铁都具有良好的晶反应，液态时有良好的流动性，因而铸铁都具有良好的铸造性能。但因共晶产物是以铸造性能。但因共晶产物是以Fe3CFe3C为基的莱氏体组织，所为基的莱氏体组织，所以性能很脆，不能锻断。它们的断口呈银白色，故称为白以性能很脆，不能锻断。它们的断口呈银白色，故称为白口铸铁。根据白口铸铁室温组织不同，可分为三种：口铸铁。根据白口铸铁室温组织不同，可分为三种： 共晶白口铸铁（共晶白口铸铁（eutectoid cast ironeutectoid cast iron）：）：WcWc=4.30% =

26、4.30% 亚共晶白口铸铁（亚共晶白口铸铁（hypoeutectoidhypoeutectoid cast iron cast iron）：）：WcWc=2.11=2.114.30% 4.30% 过共晶白口铸铁（过共晶白口铸铁（hypereutectoid cast ironhypereutectoid cast iron）：）：WcWc=4.30=4.306.69% 6.69% 上述上述WcWc=2.11%=2.11%具有重要的意义，它是钢和铸铁具有重要的意义，它是钢和铸铁( (生铁生铁) )的理论分界线。的理论分界线。5.5.碳素结构钢的分类和编号碳素结构钢的分类和编号 关于钢和铸铁的命名

27、法则，国内和国际上都有强制性标准。关于钢和铸铁的命名法则，国内和国际上都有强制性标准。下面给大家介绍一下碳素结构钢的分类和牌号。下面给大家介绍一下碳素结构钢的分类和牌号。 一一. .分类分类 1.1.根据钢的含碳量分类根据钢的含碳量分类 （1 1）低碳钢）低碳钢 Wc0.25% Wc0.25% （2 2）中碳钢）中碳钢 Wc=0.25Wc=0.250.60% 0.60% （3 3）高碳钢）高碳钢 Wc0.60% Wc0.60% 2.2.根据钢的质量（钢中含杂质根据钢的质量（钢中含杂质S S、P P的量）分类的量）分类 （1 1） 普通碳素钢普通碳素钢 Ws0.055% Wp0.045% Ws0

28、.055% Wp0.045% （2 2） 优质碳素钢优质碳素钢 Ws0.040% Wp0.040% Ws0.040% Wp0.040% （3 3） 高级优质碳素钢高级优质碳素钢 Ws0.030% Wp0.030% Ws0.030% Wp0.030% 3.3.根据钢的用途分类根据钢的用途分类 （1 1）碳素结构钢）碳素结构钢 （2 2）碳素工具钢）碳素工具钢 二二.碳钢的编号碳钢的编号 我国的钢材编号是采用国际化学符号，数字及汉语拼音我国的钢材编号是采用国际化学符号，数字及汉语拼音字母并用的原则，碳钢的具体编号方法如下：字母并用的原则，碳钢的具体编号方法如下： 1.普通碳素结构钢普通碳素结构钢

29、该类钢牌号表示方法是用该类钢牌号表示方法是用“Q+数字数字+符号符号”表示表示 ，其中，其中Q代表屈服点的字母，数字表示屈服点数值（代表屈服点的字母，数字表示屈服点数值（MPa），质量），质量等级符号（等级符号（A，B，C，D）及脱氧方法符号（）及脱氧方法符号（F，b，Z，TZ）等四部分按顺序组成。如等四部分按顺序组成。如Q235-A.F，表示屈服强度数值为，表示屈服强度数值为235MPa的的A级沸腾钢。质量等级符号表示普碳钢中杂质硫级沸腾钢。质量等级符号表示普碳钢中杂质硫磷含量的高低，磷含量的高低，C，D级的含量最低，质量好。脱氧方法符级的含量最低，质量好。脱氧方法符号从号从F起依次分别表示

30、沸腾钢，半镇静钢，起依次分别表示沸腾钢，半镇静钢， 镇静钢及特殊镇镇静钢及特殊镇静钢，后两种钢牌号中的脱氧方法符号可省略。主要有：静钢，后两种钢牌号中的脱氧方法符号可省略。主要有：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 2.优质碳素结构钢优质碳素结构钢 该类钢的钢号用该类钢的钢号用“两位数字或两位数两位数字或两位数字字Mn”表示，其中两位数字表示钢中碳的表示，其中两位数字表示钢中碳的平均含量，单位为万分之一；平均含量，单位为万分之一； Mn表示对表示对含锰量较高的钢，须将锰元素标出，一般含锰量较高的钢，须将锰元素标出，一般锰的含量为锰的含量为0.701.0%，如：，如：20、20 M

31、n 、45、40 Mn 。钢号。钢号45，表示平均含碳量为，表示平均含碳量为0.45%的钢，这是正常含锰量（按杂质含的钢，这是正常含锰量（按杂质含量）的优质碳素结构钢；钢号量）的优质碳素结构钢；钢号20 Mn表示表示碳的平均含量为碳的平均含量为0.20%、Mn表示锰的含量表示锰的含量为为0.701.0%的钢；钢号的钢；钢号25Mn，表示平，表示平均含碳量为均含碳量为0.25%而含锰量为而含锰量为(0.71.0)%的钢。的钢。 沸腾钢，半镇静钢以及专门用途的优沸腾钢，半镇静钢以及专门用途的优质碳素结构钢，应在钢号后特别标出，如质碳素结构钢，应在钢号后特别标出，如15g，即平均含碳量为，即平均含碳

32、量为0.15%的锅炉钢；的锅炉钢；08F表示含碳量为表示含碳量为0.08%的沸腾钢。的沸腾钢。 3.碳素工具钢碳素工具钢 碳素工具钢是用碳素工具钢是用“T+数字数字”表示，其表示，其中中T为碳的拼音，其后数字表示钢中平均为碳的拼音，其后数字表示钢中平均含碳量的千分之几。如平均含碳量为含碳量的千分之几。如平均含碳量为0.8%的工具钢，其钢号记为的工具钢，其钢号记为“T8” ；T12表示碳的平均含量为表示碳的平均含量为1.2%的碳素工的碳素工具钢。含锰量较高者须在钢号后标以具钢。含锰量较高者须在钢号后标以“Mn”。若为高级优质碳素工具钢则在。若为高级优质碳素工具钢则在钢号末端加钢号末端加“A”，如

33、，如T10A。 6. FeC6. FeC合金的平衡结晶过程及组织合金的平衡结晶过程及组织 （1 1）工业纯铁）工业纯铁 以以Wc=0.01%Wc=0.01%的合金为例的合金为例 室温组织为：室温组织为：+ Fe3C Fe3C Fe3C Fe3C最多为最多为0.33% 0.33% 如下图如下图 转变过程：转变过程：LL+LL+ + Fe3C Fe3C 匀晶转变多晶型转变脱溶沉淀匀晶转变多晶型转变脱溶沉淀 工业纯铁室温组织图（工业纯铁室温组织图（200200）（2 2） 共析钢共析钢共析钢（共析钢（Wc=0.77%Wc=0.77%） 室温组织为室温组织为P P（+ Fe3C Fe3C），），P P

34、呈层片状，呈层片状，是是和和Fe3CFe3C的层片交替重叠的机械混合物。如的层片交替重叠的机械混合物。如图图7.537.53图中的白色片状为图中的白色片状为，黑色片状为黑色片状为Fe3CFe3C。 过程如下：过程如下：LL+P+PLL+P+P（+ + Fe3CFe3C） 匀晶转变共析转变脱溶沉淀匀晶转变共析转变脱溶沉淀 共析钢的室温组织（共析钢的室温组织（500500）（3 3）亚共析钢）亚共析钢 亚共析钢（亚共析钢（Wc=0.0218Wc=0.02180.77%0.77%） 室温组织为：室温组织为：+ P P 如图如图7.567.56中的白色为中的白色为，黑色片黑色片状为状为P P。 过程如

35、下：过程如下： LL+LL+L+L+L+L+ + +P P+ + + P P （析出析出Fe3CFe3C） 匀晶转变包晶转变共析转变脱溶沉淀匀晶转变包晶转变共析转变脱溶沉淀 特别需注意：特别需注意：室温组织为室温组织为+ P P，由于由于是发生在共是发生在共析转变之前，我们称为先共析析转变之前，我们称为先共析铁素体铁素体。共析转变之前共析转变之前+和的相对量和的相对量( (即共析转变后即共析转变后和和P P的相对量的相对量) )可通过杠可通过杠杆法则来计算。杆法则来计算。 亚共析钢的室温组织（亚共析钢的室温组织（200200）（5 5）共晶白口铸铁）共晶白口铸铁共晶白口铸铁（共晶白口铸铁（Wc

36、=4.30%Wc=4.30%） 液相冷至液相冷至1 1点，发生共晶转变：点，发生共晶转变： L4.30L4.302.112.11+ + Fe3C Fe3C 此共晶体成为莱氏体此共晶体成为莱氏体(Ld(Ld：+Fe3C)+Fe3C)，温度降至温度降至PSKPSK线线发生共析转变形成发生共析转变形成P P，共析转变结束后组织为共析转变结束后组织为Fe3C+ P Fe3C+ P + Fe3C+ Fe3C，称为低温莱氏体称为低温莱氏体( (变态莱氏体变态莱氏体) )，用，用LdLd表表示。示。 室温组织为：室温组织为：LdLd（P + Fe3C+Fe3CP + Fe3C+Fe3C） 过程如下：过程如下

37、：LL+ LdLL+ Ld（+Fe3C+Fe3C）LdLdLdLd（+Fe3C+Fe3C+Fe3C+Fe3C）LdLd（P + Fe3C+Fe3CP + Fe3C+Fe3C） 共晶转变共析转变脱溶沉淀共晶转变共析转变脱溶沉淀 共晶白口铸铁组织图（共晶白口铸铁组织图（200200）（6 6）亚共晶白口铸铁）亚共晶白口铸铁 亚共晶白口铸铁（亚共晶白口铸铁（Wc=2.11Wc=2.114.30%4.30%） 冷却曲线如图：冷却曲线如图： 室温组织为：室温组织为：Fe3CFe3C+ Ld +P + Ld +P ，其组织如图其组织如图7.59 7.59 过程如下：过程如下：LL+L+ Ld+ Ld LL

38、+L+ Ld+ Ld +Fe +Fe3 3C C+Ld+Fe+Ld+Fe3 3C C+Ld+P Fe+Ld+P Fe3 3C C+ Ld + Ld +P +P 匀晶反应共晶转变脱溶转变共析反应匀晶反应共晶转变脱溶转变共析反应 亚共晶白口铸铁组织图（亚共晶白口铸铁组织图（200200）（7 7）过共晶白口铸铁）过共晶白口铸铁 过共晶白口铸铁（过共晶白口铸铁（Wc=0.77Wc=0.772.11%2.11%） 冷却曲线如图：冷却曲线如图： 室温组织为：室温组织为：Fe3CFe3C+ Ld + Ld ，其组织其组织如图如图7.60 7.60 过程如下：过程如下：LL+Fe3CLL+Fe3CFe3CF

39、e3C+ Ld + Ld Fe3C Fe3C+ Ld + Ld 匀晶反应共晶匀晶反应共晶转变脱溶转变共析反应转变脱溶转变共析反应 过共晶白口铸铁组织图（过共晶白口铸铁组织图（200200）注意区别组织中的渗碳体注意区别组织中的渗碳体 一次渗碳体一次渗碳体 Fe3CFe3C： 共晶渗碳体共晶渗碳体 Fe3CFe3C： 二次渗碳体二次渗碳体 Fe3CFe3C： 共析渗碳体共析渗碳体 Fe3CFe3C： 二次渗碳体二次渗碳体 Fe3CFe3C： 7.Wc7.Wc对铁碳合金的组织和性能的影响对铁碳合金的组织和性能的影响-A-A 随着含碳量的增加随着含碳量的增加, Fe, Fe、C C合金的组织发生下列变化：合金的组织发生下列变化：+Fe3CFe3C +P P P+Fe3CP P P+Fe3C Fe3C Fe3C+Ld +P +Ld +P Ld Fe3C Ld Fe3C+ Ld + Ld 称为称为组织组成物组织组成物 所有所有Fe-FeFe-Fe3 3C C合金的室温组织都是由铁素体合金的