最新4-2Fe-C合金平衡结晶过程分析
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Fe-C合金平衡结晶过程分析
3
6.69-0.0218
F%1FeC% 3
组织组成物：Ld‘（Fe3C共晶、 Fe3CII和P的混合物）+ Fe3CII+P
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
（5）亚共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程
组织组成物：Ld‘（Fe3C共晶、Fe3CII和P的混 合物）+ Fe3CII+P
Ld`% X2.1110% 0 4.32.11
（1）共析钢的冷却曲线及平衡结晶 过程
在1温度点以上，合金处于液态；
当冷却至1温度点时，合金开始发生L→γ匀晶转变， 生成γ ;
在1→2的冷却过程中，一直发生L→ γ匀晶转变，不 断生成γ ，直到2温度点时匀晶转变结束，液相消 失全部转变成γ ；
在2→3的冷却过程中，一直保持单相的γ状态，其成 分不发生变化;
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
（5）亚共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程
L 1 L 2 L L d 2 ` L d
2 ` ` L d FC e 3 L` d P FC e
3 II
3 II
相组成物：F+Fe3C 相得相对含量：
FeC% X-0.0218100%
在2→3的冷却过程中，剩余的液相发生L→γ匀晶转变，生 成γ ，
在匀晶转变过程中，液相和固相γ的成分分别沿着B-C线和 J-E线变化；
到3温度点时，液相消失。
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析 （2）亚共析钢的平衡结晶过程
在3→4的冷却过程中，一直保持单相的γ ，其 成分不发生变化；
在4→5的冷却过程中， γ发生γ→α异晶转变， 生成先共析铁素体α先，在转变过程中， γ和α 成分分别沿着G-S线和G-P线变化；
Fe-C二元合金相图及钢铁材料的平衡凝固组织 合金相图与凝固
过共析钢组织：
晶界网状二次渗碳体＋珠光体
过共析钢组织：
晶界网状二次渗碳体＋珠光体
亚共晶白口铸铁凝固组织
初生奥氏体＋莱氏体共晶
共晶白口铸铁凝固组织：片层状莱氏体共晶
Laser Melted Rapidly Solidified Irregular Fe3C/Fe Eutectic 不规则莱氏体
1. 铁素体：Ferrite
Fe3C
The Solid Solution of C in a-Fe (BCC) 0.0218%C
2. 奥氏体：Austenite
g
The Solid Solution of C in g-Fe (FCC) 2.11%C
a 3. 渗碳体：Cementite
The Iron Carbide Fe3C 6.69%C
液相面线投影图中各种四相平衡转变
L+S=(T + a-Al) L+Q=(S+T) L=(b+T+a-Al)
L+γ γ
①
L
②③
④
L+Mo2Ni3Si Mo2Ni3Si
γ＋Mo2Ni3Si
Ni
Mo2Ni3Si
g-Mo2Ni3Si相区垂直截面图
液相线投影图与四相平衡反应类型
四相平衡面上相平衡关系
珠光体 OM 、
TEM
Fe-C合金的分类：
1. 纯铁Pure Iron：
2. 钢Steels: C% < 2.11%
亚共析钢：%C < 0.77%
共析钢: C%= 0.77%
过共析钢：0.77~2.11%C
低碳钢、中碳钢、高碳钢
3. 铸铁Cast Irons 亚共晶铸铁 共晶铸铁
铁碳合金的平衡结晶过程
三、典型铁碳合金的平衡结晶过程铁碳相图上的合金，按成分可分为三类：⑴工业纯铁（<0.0218% C），其显微组织为铁素体晶粒，工业上很少应用。
⑵碳钢（0.0218%~2.11%C），其特点是高温组织为单相A，易于变形，碳钢又分为亚共析钢（0.0218%~0.77%C）、共析钢（0.77%C）和过共析钢（0.77%~2.11%C）。
⑶白口铸铁（2.11%~6.69%C），其特点是铸造性能好，但硬而脆，白口铸铁又分为亚共晶白口铸铁（2.11%~4.3%C）、共晶白口铸铁（4.3%C）和过共晶白口铸铁（4.3—6.69%C）下面结合图3-26，分析典型铁碳合金的结晶过程及其组织变化。
图3-26 七种典型合金在铁碳合金相图中的位置㈠ 工业纯铁（图3-26中合金①）的结晶过程合金液体在1~2点之间通过匀晶反应转变为δ铁素体。
继续降温时，在2~3点之间，不发生组织转变。
温度降低到3点以后，开始从δ铁素体中析出奥氏体，在3~4点之间，随温度下降，奥氏体的数量不断增多，到达4点以后，δ铁素体全部转变为奥氏体。
在4~5点之间，不发生组织转变。
冷却到5点时，开始从奥氏体中析出铁素体，温度降到6点，奥氏体全部转变为铁素体。
在6-7点之间冷却，不发生组织转变。
温度降到7点，开始沿铁素体晶界析出三次渗碳体Fe 3C III 。
7点以下，随温度下降，Fe 3C III 量不断增加，室温下Fe 3C III 的最大量为：%31.0%1000008.069.60008.00218.03=⨯--=ⅢC Fe Q 。
图3-27为工业纯铁的冷却曲线及组织转变示意图。
工业纯铁的室温组织为α+Fe 3C III ，如图3-28所示，图中个别部位的双晶界内是Fe 3C III 。
图3-27 工业纯铁的冷却曲线及组织转变示意图 图3-28 工业纯铁的显微组织 400× ㈡ 共析钢（图3-26中合金②）的结晶过程共析钢的含碳量为0.77%，超过了包晶线上最大的含碳量0.53%，因此冷却时不发生包晶转变，其结晶过程及组织转变示于图3 - 29。
4.2 铁碳合金的平衡结晶及其组织
温度温度含义含义aa1538153800纯铁的熔点纯铁的熔点bb14951495053053包晶转变时液态合金的成分包晶转变时液态合金的成分cc11481148043043dd12271227669669fefe33cc的熔点的熔点ee11481148211211碳在fefe中的最大溶解度中的最大溶解度ff11481148669669fefe33cc的成分的成分gg91291200与与同素异构转变点同素异构转变点a符号符号温度温度含义含义hh14951495009009fefe中的最大溶解度中的最大溶解度jj14951495017017kk11481148669669fe3cfe3c的成分的成分nn1394139400与与同素异构转变点同素异构转变点a4a4pp7277270021800218fefe中的最大溶解度中的最大溶解度ss727727077077共析点共析点qq室温室温0000800008室温下碳在室温下碳在fefe中的溶解度中的溶解度特性线特性线abcdabcd铁碳合金的液相线铁碳合金的液相线ahjecfahjecf铁碳合金的固相线铁碳合金的固相线hjbhjbllbbjjecfecfllcceefefe33cc共晶转变线共晶转变线gsgs奥氏体转变为铁素体的开始线奥氏体转变为铁素体的开始线eses碳在奥氏体中的溶解度线碳在奥氏体中的溶解度线pskpskfpfe33共析转变线共析转变线pqpq碳在铁素体中的溶解度线碳在铁素体中的溶解度线工业纯铁工业纯铁c00218c00218碳钢碳钢00218c21100218c211铸铁铸铁c211c211铁碳合金分类铁碳合金的平衡结晶过程及其组织铁碳合金的平衡结晶过程及其组织2共析钢10共析钢凝固过程示意图共析钢的室温组织113亚共析钢12亚共析钢凝固过程示意图132045和60钢的室温组织144过共析钢15过共析钢凝固过程示意图1612c过共析钢的室温组织14c过共析钢的室温组织14c钢中的feii的量比12c中明显的多175共晶白口铸铁18共晶白口铸铁的凝固过程示意图19共晶白口铸铁的光学显微组织照片206亚共晶白口铸铁21亚共晶白口铸铁的凝固过程示意图22亚共晶白口铸铁的光学显微组织照片237过共晶白口铸铁24过共晶白口铸铁的凝固过程示意图25过共晶白口铸铁的光学显微组织照片26按组织分区的铁碳合金相图272829例
铁碳合金的平衡结晶过程及其成分PPT(37张)
C--Fe3C
C-Fe3C
Fe3C渗碳体CEMENTITE的晶体结构
渗碳体的性能：
b=30MPa； =0； =0； AK=0；
HB=800 硬而脆
Fe3C：铁与碳的一种具有复杂结构的 间隙化合物，通常称为渗碳体。
铁碳合金中的相
铁碳合金中的相
液相L：铁与碳的液溶体。
固相：C溶入Fe中的固溶体 、金属化 合物Fe3C。
0.0218%，室温时仅为0.0008%。
碳含量大于0.0008%的铁碳合金自727℃冷至室温的过程中，将从F中析出
Fe3C。析出的渗碳体称为三次渗碳体(Fe3CIII)。
P忽Q略线。亦为从F中开始析出Fe3CIII的临界温度线。 Fe3CIII数量极少，往往予以
Fe-Fe3C相图中各点的温度、碳含量及含义
温度： 1495℃；成分： 0.17%C。
包晶反应
• LB+ H AJ • 即 L0.53+ 0.09A0.17 水平线HJB为包晶反应
线。
共晶点C和共晶线ECF
共晶点C和共晶线ECF
温度： 1148℃；成分：4.3%C。 共晶反应
LC AE+ Fe3C 即 L4.3 A2.11+ Fe3C
ES:线是碳在A（奥氏体）中的固溶线，通常叫做Acm线。 在 1148℃ 时 A 中 溶 碳 量 最 大 可 达 2.1l% ， 而 在 727℃ 时 仅 为
0.77% 碳含量大于0.77%的铁碳合金自1l43℃冷至727℃的过程中，将
从A中析出Fe3C。析出的渗碳体称为二次渗碳体（ Fe3CII ） PQ: 是 碳 在 F （ 铁 素 体 ） 中 的 固 溶 线 。 在 727℃ 时 F 中 溶 碳 量 最 大 可 达
C-Fe3C
Fe3C渗碳体CEMENTITE的晶体结构
渗碳体的性能：
b=30MPa； =0； =0； AK=0；
HB=800 硬而脆
Fe3C：铁与碳的一种具有复杂结构的 间隙化合物，通常称为渗碳体。
铁碳合金中的相
铁碳合金中的相
液相L：铁与碳的液溶体。
固相：C溶入Fe中的固溶体 、金属化 合物Fe3C。
0.0218%，室温时仅为0.0008%。
碳含量大于0.0008%的铁碳合金自727℃冷至室温的过程中，将从F中析出
Fe3C。析出的渗碳体称为三次渗碳体(Fe3CIII)。
P忽Q略线。亦为从F中开始析出Fe3CIII的临界温度线。 Fe3CIII数量极少，往往予以
Fe-Fe3C相图中各点的温度、碳含量及含义
温度： 1495℃；成分： 0.17%C。
包晶反应
• LB+ H AJ • 即 L0.53+ 0.09A0.17 水平线HJB为包晶反应
线。
共晶点C和共晶线ECF
共晶点C和共晶线ECF
温度： 1148℃；成分：4.3%C。 共晶反应
LC AE+ Fe3C 即 L4.3 A2.11+ Fe3C
ES:线是碳在A（奥氏体）中的固溶线，通常叫做Acm线。 在 1148℃ 时 A 中 溶 碳 量 最 大 可 达 2.1l% ， 而 在 727℃ 时 仅 为
0.77% 碳含量大于0.77%的铁碳合金自1l43℃冷至727℃的过程中，将
从A中析出Fe3C。析出的渗碳体称为二次渗碳体（ Fe3CII ） PQ: 是 碳 在 F （ 铁 素 体 ） 中 的 固 溶 线 。 在 727℃ 时 F 中 溶 碳 量 最 大 可 达
第十四讲 铁碳合金的平衡结晶过程及组织
第十四讲铁碳合金的平衡结晶过程及组织第三节铁碳合金的平衡结晶过程及组织一、主要内容：工业纯铁的结晶过程共析钢的平衡结晶过程亚共析钢的平衡结晶过程过共析钢的平衡结晶过程共晶白口铸铁的平衡结晶过程亚共晶白口铸铁的平衡结晶过程过共晶白口铸铁的平衡结晶过程二、要点：铁碳合金按平衡组织的不同分类，不同含碳量的铁碳合金室温下的平衡组织，不同含碳量的铁碳合金在不同温度下的平衡组织，不同含碳量的铁碳合金在不同温度下的组织变化过程三、方法说明：结合说学的理论基础知识，异分结晶和杠杆定律，对不同含碳量的铁碳合金的组织形成和变化进行定量说明，举一反三。
授课内容：按有无共晶转变将铁碳合金分为碳钢和铸铁。
即含碳量＜2.11％的为碳钢，＞2.11％的为铸铁。
根据Fe－Fe3C相图中获得的不同组织特征，将铁碳合金按碳含量划分为7种类型，如图所示。
典型的铁碳合金冷却时的组织转变过程分析1、工业纯铁，w(C)<0.0218%;2、共析钢，w(C)=0.77%；3、亚共析钢，0.0218%<w(C)<0.77%；4、过共析钢，0.77%<w(C)<2.11%；5、共晶白口铁，w(C)=4.30%；6、亚共晶白口铁，2.11%<w(C)<4.30%；7、过共晶白口铁，4.30%<w(C)<6.69%一、w(C)<0.0218% 的工业纯铁的平衡结晶过程二、共析钢的平衡结晶过程三、亚共析钢的平衡结晶过程四、共晶白口铸铁结晶过程五、亚共晶白口铸铁的结晶过程六、过共析钢的平衡结晶过程七、共过共晶白口铸铁的结晶过程杠杆定律在铁碳合金中的应用：（举例说明）铁碳合金在室温下的平衡组织：（分别说明）作业：1、作含碳0.2%钢的冷却曲线，绘制1496℃、1494℃、912℃、750℃、725℃及20℃下的组织示意图。
2、计算含碳4%的铁碳合金按亚稳定系冷却到室温后组织中的珠光体，二次渗碳体和莱氏体的相对含量，并计算珠光体中渗碳体和铁素体及莱氏体中二次渗碳体，共晶渗碳体与共析渗碳体所占的百分量。
第8章 相平衡与相图原理(Fe-C合金平衡结晶过程)-1精品PPT课件
F+ Fe3CⅢ。
室温下Fe3CⅢ
最大量为:
0 . 0 2 1 8 0 . 0 0 0 8 Q F e 3 C I I I 6 . 6 9 0 . 0 0 0 8 1 0 0 % 0 . 3 %
㈡ 共析钢的结晶过程
合金液体在 1-2点间转变
为g。到S点
发生共析转 变：
gS→aP+Fe3C, g 全部转变
共晶转变结束时，两相的相对重量百分比为:
Qg
6 .6 9 4 .3 1 0 0 % 6 .6 9 2 .1 1
5 2 .2 % ，
Q F e3C
4 7 .8 %
C点以下, g 成分沿ES线变化，共晶g 将析出Fe3CⅡ。
Fe3CⅡ与共晶Fe3C 结合，不易分辨。
1’
g
Fe3C
2
温度降到2点, g 成分达到0.77%, 此时, 相的相对重量:
过共晶白口铁 共晶白口铁 亚共晶白口铁
过共析钢 共析钢 亚共析钢
工业纯铁
⑶ 白口铸铁 (2.11~6.69%C) 铸造性能好, 硬而脆
① 亚共晶白口铸铁 (2.11~4.3%C)
② 共晶白口铸铁 (4.3%C)
③ 过共晶白口铸铁 (4.3~6.69%C)
㈠工业纯铁的 结晶过程
合金液体在1-2
冷却时发生包晶反应.
Ⅲ
A
H
B
J
以0.45%C的钢为例 合金在4点以前通过匀
晶—包晶—匀晶反应全
G S
P
a+Fe3C
部转变为g。到4点，由
g 中析出a 。到5点, g 成分沿GS线变到S点，g 发生
共析反应转变为珠光体。温度继续下降，a 中析出
铁碳合金相图与共析钢结晶过程
预测材料的性能与组织结 构
揭示铁碳合金的相变规律
为研究新型钢铁材料提供 基础
共析钢结晶过程
共析钢结晶过程是在冷却过程中发生的，随着温度的降低，固相和液相之间的转变开 始发生。
在共析温度以下，碳原子开始有序排列形成晶体结构，同时其他合金元素也会影响结 晶过程。
共析钢结晶过程需要一定的时间和冷却速率，不同的冷却速率会导致不同的晶体结构 和机械性能。
合金元素：合金元素可以改变钢的结 晶过程和组织结构，例如加入铬、镍 等元素可以提高钢的淬透性和抗腐蚀 性。
钢铁冶金：共析钢结晶过程是钢铁冶金中的重要环节，通过控制结晶过程可以获得高质量的 钢铁材料。
机械制造：共析钢结晶过程在机械制造中应用广泛，如制造汽车、飞机等高性能零部件。
建筑行业：共析钢结晶过程在建筑行业中用于生产高强度建筑结构材料，提高建筑物的安全 性和稳定性。
共析钢是一种碳 含量接近于共析 点的钢种，其结 晶过程非常复杂， 受到温度、成分 和冷却速率等多 种因素的影响。
铁碳合金相图与共 析钢结晶过程密切 相关，通过相图可 以预测不同成分和 温度下钢的相组成 和相对含量，从而 指导钢的生产和加 工过程。
在共析钢结晶过程 中，铁碳合金相图 可以提供结晶过程 中的温度和成分变 化信息，有助于深 入理解共析钢的结 晶机制和性能特点。
铁碳合金相图是研究铁碳合金的重要工具，通过它可以了解不同成分的铁碳合金在不同温度下 的组织结构和性能。
在共析钢结晶过程中，铁碳合金相图可以用来确定结晶温度和冷却速度等工艺参数，从而控制 结晶过程和最终产品的组织结构。
共析钢结晶过程中，铁碳合金相图上的共析点是一个重要的特征点，它表示在一定的温度和成 分下，钢中会发生共析反应，即铁素体和渗碳体的同时生成。
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在匀晶转变过程中，液相和固相γ的成分分别沿着B-C线和 J-E线变化；
到3温度点时，液相消失。
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析 （2）亚共析钢的平衡结晶过程
在3→4的冷却过程中，一直保持单相的γ ，其 成分不发生变化；
在4→5的冷却过程中， γ发生γ→α异晶转变， 生成先共析铁素体α先，在转变过程中， γ和α 成分分别沿着G-S线和G-P线变化；
当冷却至2温度点时， γ 的成分与S点相同， 此时剩余的γ 发生共析转变，生成珠光体。
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
（4）共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程
L 1 L L 1 ` d L 2 d L ` d
相组成物：F+Fe3C 相得相对含量：
4.3-0.0218
FeC%
在1→2的冷却过程中，一直发生L→ γ匀晶转变，不 断生成γ ，直到2温度点时匀晶转变结束，液相消 失全部转变成γ ；
在2→3的冷却过程中，一直保持单相的γ状态，其成 分不发生变化;
在当冷至3温度点时， γ发生共析转变，全部生成珠 光体（Fe3C和α 的机械混合物）;
在3温度点以下的冷却过程中，珠光体中的α发生脱 溶转变，析出三次渗碳体。
3 II
3 II
相组成物：F+Fe3C
相的相对 F% 含 6.6量 9 X1： 10% 0 6.69
FC e%1F% 3
组织组成物：P+Fe3CII
P% 6.69- X 100% 6.690.77
FeC %1P% 3 II
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
（4）共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程
100%
3
6.69-0.0218
F%1FeC% 3
组织组成物：变态莱氏体Ld‘(Fe3C共 晶、Fe3CII和P的混合物)
变态莱氏体的含10量0%：
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
（5）亚共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
（5）亚共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程
生共析转变，生成珠光体 ； 当冷却至4以下时，珠光体P中的α开始发生脱溶
转变，从α中脱出三次渗碳体(Fe3CIII)，在此 过程中，α的成分沿着P-Q线变化 。
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分Fe3C析II
（3）过共析钢的平衡结晶过P程 T12钢金
L 1 L 2 3 F C 4 e P F C e 相
到5温度点时，剩余γ的成分与S点相同，此时剩 余的γ发生共析转变，生成珠光体P；
当冷却至5温度以下时，珠光体P中的α和α先开始 发生脱溶转变，从α和α先中脱出三次渗碳体 （Fe3CIII）；
在转变过程中，α的成分沿着P-Q线变化 。
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
F
（2）亚共析钢的平衡结晶过程
在1温度点以上，合金处于液态；
当冷却至1温度点时，合金开始发生L→γ匀晶转变， 生成γ 。
在1→2的冷却过程中，一直发生L→δ匀晶转变，不断生成δ， δ的量↗， L的量↘ ；
在匀晶转变过程中，液相和固相的成分分别沿着液相线A-B 和固相线A-H变化；
到2温度点时，B点成分的液相和H点成分的δ相发生包晶反 应，生成γ ，包晶转变结束后有液相剩余；
在2→3的冷却过程中，剩余的液相发生L→γ匀晶转变，生 成γ ，
4-2Fe-C合金平衡结晶过程分析
2 Fe-C合金的分类 Fe-C合金分类
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
（1）共析钢的冷却曲线及平衡结晶过程
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
（1）共析钢的冷却曲线及平衡结晶 过程
在1温度点以上，合金处于液态；
当冷却至1温度点时，合金开始发生L→γ匀晶转变， 生成γ ;
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
（1）共析钢的冷却曲线及平衡结晶过程
L 1 L 2 3 P
室温相组成物：F和Fe3C F % 6.6 90.77 10 % 08% 8 6.6 90.0218
F3 C e % 0 6 ..7 6 7 9 0 0 ..0 02 2 1 1 1% 0 8 8 0 1% 2
程
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析 （3）过共析钢的平衡结晶过程
在1温度点以上，合金处于液态； 当冷却至1温度点时，合金开始发生L→γ匀晶转变，
生成γ 。 在1→2的冷却过程中，一直发生L→γ匀晶转变，γ的
量不断增多，L的量不断减少。 直到2温度点时匀晶转变结束，液相消失全部转变成
γ； 在匀晶转变过程中，液相和固相γ的成分分别沿着液
相线B-C和固相线J-E变化。 在2→3的冷却过程中，一直保持单相的γ状态，其成
分不发生变化。
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析 （3）过共析钢的平衡结晶过程
在3到4的冷却过程中， γ 发生脱溶转变，析出 二次渗碳体（Fe3CII又叫做先共析渗碳体）；
在脱溶过程中，γ的成分沿着E-S线变化； 当冷至4时，剩余γ的成分与S点相同，此时γ发
珠光体形貌 500×
组织组成物 ： P (层片状)
含量： 100%
珠光体形貌800×
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析 （2）亚共析钢的平衡冷却曲线平衡结晶
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
（2）亚共析钢的平衡结晶过程
在1温度点以上，合金处于液态；
当冷却至1温度点时，合金开始发生L→δ匀晶转变，生成δ。
45钢金相
L 1 L 2 （ L ） L 3 4 5 P P
相组成物：F+ Fe3C
相的相对 F% 含 6.6量 9 X1： 10% 0 6.69
FC e%1F% 3
组织组成物：F、70.0218
F%1P%
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析 （3）过共析钢的平衡冷却曲线平衡结晶过
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
（4）共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程
在1温度点以上，合金处于液态；
当冷却至1温度点时，合金开始发生 L4.3→γ2.11+Fe3C共晶转变,生成莱氏体（即： γ2.11+Fe3C的混合组织），并且在此温度点完成 组织转变；
在1→2的冷却过程中，共晶体中的γ2.11发生 脱溶转变，生成二次渗碳体；在脱溶转变过 程中， γ 的成分沿着E-S线变化；
到3温度点时，液相消失。
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析 （2）亚共析钢的平衡结晶过程
在3→4的冷却过程中，一直保持单相的γ ，其 成分不发生变化；
在4→5的冷却过程中， γ发生γ→α异晶转变， 生成先共析铁素体α先，在转变过程中， γ和α 成分分别沿着G-S线和G-P线变化；
当冷却至2温度点时， γ 的成分与S点相同， 此时剩余的γ 发生共析转变，生成珠光体。
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
（4）共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程
L 1 L L 1 ` d L 2 d L ` d
相组成物：F+Fe3C 相得相对含量：
4.3-0.0218
FeC%
在1→2的冷却过程中，一直发生L→ γ匀晶转变，不 断生成γ ，直到2温度点时匀晶转变结束，液相消 失全部转变成γ ；
在2→3的冷却过程中，一直保持单相的γ状态，其成 分不发生变化;
在当冷至3温度点时， γ发生共析转变，全部生成珠 光体（Fe3C和α 的机械混合物）;
在3温度点以下的冷却过程中，珠光体中的α发生脱 溶转变，析出三次渗碳体。
3 II
3 II
相组成物：F+Fe3C
相的相对 F% 含 6.6量 9 X1： 10% 0 6.69
FC e%1F% 3
组织组成物：P+Fe3CII
P% 6.69- X 100% 6.690.77
FeC %1P% 3 II
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
（4）共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程
100%
3
6.69-0.0218
F%1FeC% 3
组织组成物：变态莱氏体Ld‘(Fe3C共 晶、Fe3CII和P的混合物)
变态莱氏体的含10量0%：
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
（5）亚共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
（5）亚共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程
生共析转变，生成珠光体 ； 当冷却至4以下时，珠光体P中的α开始发生脱溶
转变，从α中脱出三次渗碳体(Fe3CIII)，在此 过程中，α的成分沿着P-Q线变化 。
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分Fe3C析II
（3）过共析钢的平衡结晶过P程 T12钢金
L 1 L 2 3 F C 4 e P F C e 相
到5温度点时，剩余γ的成分与S点相同，此时剩 余的γ发生共析转变，生成珠光体P；
当冷却至5温度以下时，珠光体P中的α和α先开始 发生脱溶转变，从α和α先中脱出三次渗碳体 （Fe3CIII）；
在转变过程中，α的成分沿着P-Q线变化 。
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
F
（2）亚共析钢的平衡结晶过程
在1温度点以上，合金处于液态；
当冷却至1温度点时，合金开始发生L→γ匀晶转变， 生成γ 。
在1→2的冷却过程中，一直发生L→δ匀晶转变，不断生成δ， δ的量↗， L的量↘ ；
在匀晶转变过程中，液相和固相的成分分别沿着液相线A-B 和固相线A-H变化；
到2温度点时，B点成分的液相和H点成分的δ相发生包晶反 应，生成γ ，包晶转变结束后有液相剩余；
在2→3的冷却过程中，剩余的液相发生L→γ匀晶转变，生 成γ ，
4-2Fe-C合金平衡结晶过程分析
2 Fe-C合金的分类 Fe-C合金分类
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
（1）共析钢的冷却曲线及平衡结晶过程
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
（1）共析钢的冷却曲线及平衡结晶 过程
在1温度点以上，合金处于液态；
当冷却至1温度点时，合金开始发生L→γ匀晶转变， 生成γ ;
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
（1）共析钢的冷却曲线及平衡结晶过程
L 1 L 2 3 P
室温相组成物：F和Fe3C F % 6.6 90.77 10 % 08% 8 6.6 90.0218
F3 C e % 0 6 ..7 6 7 9 0 0 ..0 02 2 1 1 1% 0 8 8 0 1% 2
程
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析 （3）过共析钢的平衡结晶过程
在1温度点以上，合金处于液态； 当冷却至1温度点时，合金开始发生L→γ匀晶转变，
生成γ 。 在1→2的冷却过程中，一直发生L→γ匀晶转变，γ的
量不断增多，L的量不断减少。 直到2温度点时匀晶转变结束，液相消失全部转变成
γ； 在匀晶转变过程中，液相和固相γ的成分分别沿着液
相线B-C和固相线J-E变化。 在2→3的冷却过程中，一直保持单相的γ状态，其成
分不发生变化。
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析 （3）过共析钢的平衡结晶过程
在3到4的冷却过程中， γ 发生脱溶转变，析出 二次渗碳体（Fe3CII又叫做先共析渗碳体）；
在脱溶过程中，γ的成分沿着E-S线变化； 当冷至4时，剩余γ的成分与S点相同，此时γ发
珠光体形貌 500×
组织组成物 ： P (层片状)
含量： 100%
珠光体形貌800×
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析 （2）亚共析钢的平衡冷却曲线平衡结晶
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
（2）亚共析钢的平衡结晶过程
在1温度点以上，合金处于液态；
当冷却至1温度点时，合金开始发生L→δ匀晶转变，生成δ。
45钢金相
L 1 L 2 （ L ） L 3 4 5 P P
相组成物：F+ Fe3C
相的相对 F% 含 6.6量 9 X1： 10% 0 6.69
FC e%1F% 3
组织组成物：F、70.0218
F%1P%
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析 （3）过共析钢的平衡冷却曲线平衡结晶过
2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析
（4）共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程
在1温度点以上，合金处于液态；
当冷却至1温度点时，合金开始发生 L4.3→γ2.11+Fe3C共晶转变,生成莱氏体（即： γ2.11+Fe3C的混合组织），并且在此温度点完成 组织转变；
在1→2的冷却过程中，共晶体中的γ2.11发生 脱溶转变，生成二次渗碳体；在脱溶转变过 程中， γ 的成分沿着E-S线变化；