铁碳合金的相图解读

1、 纯铁在结晶为固态后继续冷却至室温的过程中，还会发生两次晶格结构的转变。二、铁碳合金的基本相及组织二、铁碳合金的基本相及组织n铁素体仍保持铁素体仍保持 -Fe的体心立方晶格。铁素体的溶碳能力很低的体心立方晶格。铁素体的溶碳能力很低,在在727时最大，为时最大，为0.0218%，室温时溶碳几乎为零。因此，室温时溶碳几乎为零。因此碳对铁的固溶强化作用很弱，其性能几乎与纯铁相同。碳对铁的固溶强化作用很弱，其性能几乎与纯铁相同。铁素体铁素体l 铁素体铁素体F：l铁素体是碳固溶于铁素体是碳固溶于 -Fe中形中形成的间隙固溶体成的间隙固溶体, 用用F 表示。表示。n 奥氏体奥氏体A:n奥氏体是碳固溶于奥氏

2、体是碳固溶于 -Fe中形成的间隙固溶体，用中形成的间隙固溶体，用A表示。表示。n奥氏体保持的奥氏体保持的 -Fe的面心立方晶格。溶碳能力比铁素体好，的面心立方晶格。溶碳能力比铁素体好，在在1148时最大，为时最大，为2.11%。727 时为时为0.77%l奥氏体强度硬度不高但具有良好塑性，钢材热加工都在 区进行。l一般情况奥氏体不存在于室温中。奥氏体奥氏体n 渗碳体渗碳体Fe3C：n渗碳体是一种具有复杂斜方晶格的金属化合物。含碳量为渗碳体是一种具有复杂斜方晶格的金属化合物。含碳量为6.69%,熔点为熔点为1227。nFe3C具有硬度高、强度低具有硬度高、强度低( b 35MPa), 脆性大脆性

3、大, 塑性几乎为塑性几乎为零零n珠光体：珠光体：铁素体铁素体与与Fe3C的机械混合物的机械混合物，用，用P表示。它的表示。它的成分是含碳成分是含碳0.77%的固态铁碳合金。的固态铁碳合金。l珠光体的组织特点是两相珠光体的组织特点是两相呈片层相间分布呈片层相间分布,性能介性能介于两相之间。于两相之间。珠光体珠光体它它是含碳为是含碳为0.77%的的固态铁碳合金固态铁碳合金缓冷到缓冷到727时，发生共析时，发生共析转变，同时析出两个转变，同时析出两个固相（固相（F+Fe3C）而）而形成的产物。形成的产物。n莱氏体莱氏体Ld： 奥氏体奥氏体与与Fe3C的机械混合物，含碳量为的机械混合物，含碳量为4.3

4、%n高温莱氏体高温莱氏体：727 以上，奥氏体与渗碳体，以以上，奥氏体与渗碳体，以Ld表示表示n低温莱氏体：低温莱氏体：727 以下，珠光体与渗碳体，以以下，珠光体与渗碳体，以Ld表示表示n为蜂窝状为蜂窝状, 性能与渗碳体相似，硬度高脆性大。性能与渗碳体相似，硬度高脆性大。莱氏体莱氏体 三、三、 Fe - Fe3C 相图相图ACDEFGSPQ1148727LAL+AL+ Fe3C4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%CFe Fe3C T( A+Fe3C )LdLd+Fe3CA+Ld+Fe3CFA+FA+ Fe3C( F+ Fe3C )PP+F0.77%CP+Fe3CLdLd+Fe3C

5、P+Ld+Fe3CK( P+Fe3C )O12279121538n特征线特征线n 液相线液相线ACD， 固相线固相线AECF n 水平线：水平线：nECF：共晶线：共晶线LC A+Fe3Cn共晶产物是共晶产物是A与与Fe3C的机械混合的机械混合物，称作物，称作莱氏体莱氏体, 用用Ld表示。为表示。为蜂窝状蜂窝状, 以以Fe3C为基，性能硬而为基，性能硬而脆。脆。莱氏体莱氏体相图的重要点相图的重要点相图重要线相图重要线含碳量与力学性能的关系图如图所示。含碳量小于0.9%时，随含碳量的增加，合金的强度、硬度呈直线上升，塑性、韧性不断降低，这是由于组织中含碳量越多，钢中硬脆渗碳体增加，铁素体减少的缘

6、故。而当含碳量大于0.9%时，由于晶界上形成的网状渗碳体趋于完整扩大，使强度开始明显下降，塑性韧性继续下降。为保证工业上使用的钢具有足够的强度和韧塑性，钢中含碳量一般不超过1.4%。四、铁碳合金相图的应用四、铁碳合金相图的应用（一）选用钢铁材料的重要依据（一）选用钢铁材料的重要依据 需要强度较高，韧塑性和焊接性能较需要强度较高，韧塑性和焊接性能较好的材料，可选用含碳量较低的钢（组织好的材料，可选用含碳量较低的钢（组织中有较多的中有较多的F F和少量和少量p p） 需要强度硬度高耐磨性好的工具，可需要强度硬度高耐磨性好的工具，可选择含碳量较高的钢（组织中含有较多选择含碳量较高的钢（组织中含有较多p p和部分硬度较高的和部分硬度较高的Fe3C）四、铁碳合金相图的应用四、铁碳合金相图的应用（二）制定铸造、锻造和热处理（二）制定铸造、锻造和热处理等热加工工艺的依据等热加工工艺的依据 a a根据液相线找到不同成分根据液相线找到不同成分铁碳合金熔点，从而确定合适铁碳合金熔点，从而确定合适的熔化浇铸温度。