铁碳合金材料第四章
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铁碳合金的结构和其相图
➢ 以0.45%C旳钢为例 ➢ 合金在4点此前经过匀晶—
包晶—匀晶反应全部转变为
。到4点，由 中析出 。
Ⅲ
A
H
B
J
G S
P
+Fe3C
到5点, 成份沿GS线变到S点， 发生共析反应转变为珠光体。 温度继续下降， 中析出Fe3CⅢ，因为与共析Fe3C结合, 且 量少, 忽视不计。
工程技术学院
亚共析钢旳结晶过程
莱氏体
工程技术学院
PSK：共析线
S ⇄FP+ Fe3C
共析转变旳产物是 与
Fe3C旳机械混合物，称 作珠光体，用P表达。
L+δ
δ+
L+
+
L+ Fe3C + Fe3C
F+ Fe3C
珠光体
➢ 珠光体旳组织特点是两
相呈片层相间分布,性能 介于两相之间。 PSK线 又称A1线 。
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⑶ 其他相线 ✓ GS,GP— ⇄ 固溶体
➢⒈ 组元：Fe、 Fe3C ➢⒉ 相
➢⑴ 铁素体：
➢ 碳在-Fe中旳固溶体称
铁素体, 用F 或 表达。 ➢ 碳在δ-Fe中旳固溶体称δ -铁素体，用δ 表达。
铁素体
➢ 都是体心立方间隙固溶体。铁素体旳溶碳能力很低,在
727℃时最大为0.0218%，室温下仅为0.0008%。
➢ 铁素体旳组织为多边形晶粒，性能与纯铁相同。
转变线, GS又称A3 线。 ✓ HN,JN—δ⇄ 固溶体转
变线。 ✓ ES—碳在 -Fe中旳固溶
线。又称Ac m线。 ✓ PQ—碳在-Fe中旳固溶
线。
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⒊ 相区
⑴ 五个单相区：
包晶—匀晶反应全部转变为
。到4点，由 中析出 。
Ⅲ
A
H
B
J
G S
P
+Fe3C
到5点, 成份沿GS线变到S点， 发生共析反应转变为珠光体。 温度继续下降， 中析出Fe3CⅢ，因为与共析Fe3C结合, 且 量少, 忽视不计。
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亚共析钢旳结晶过程
莱氏体
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PSK：共析线
S ⇄FP+ Fe3C
共析转变旳产物是 与
Fe3C旳机械混合物，称 作珠光体，用P表达。
L+δ
δ+
L+
+
L+ Fe3C + Fe3C
F+ Fe3C
珠光体
➢ 珠光体旳组织特点是两
相呈片层相间分布,性能 介于两相之间。 PSK线 又称A1线 。
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⑶ 其他相线 ✓ GS,GP— ⇄ 固溶体
➢⒈ 组元：Fe、 Fe3C ➢⒉ 相
➢⑴ 铁素体：
➢ 碳在-Fe中旳固溶体称
铁素体, 用F 或 表达。 ➢ 碳在δ-Fe中旳固溶体称δ -铁素体，用δ 表达。
铁素体
➢ 都是体心立方间隙固溶体。铁素体旳溶碳能力很低,在
727℃时最大为0.0218%，室温下仅为0.0008%。
➢ 铁素体旳组织为多边形晶粒，性能与纯铁相同。
转变线, GS又称A3 线。 ✓ HN,JN—δ⇄ 固溶体转
变线。 ✓ ES—碳在 -Fe中旳固溶
线。又称Ac m线。 ✓ PQ—碳在-Fe中旳固溶
线。
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⒊ 相区
⑴ 五个单相区：
铁碳合金
以下显示了灰铸铁和球墨铸铁中石墨与基体的不同形态：
四、铸铁的性能 1。抗拉强度低、塑性韧性差 因石墨相当于孔或裂缝，明显降低了材料的力学性能。 球状石墨对基体的破坏作用相对较小，故球墨铸铁的力性接 近低碳钢，且可以用热处理改善基体组织，提高性能。 2。铸造性能好。 3。耐磨性好。 4。消震性好。 5。切削加工性能好。 6。缺口敏感性低。
727 ℃间缓慢冷却时，会 沿晶界析出 Fe3CⅡ，形成网 状组织。
●铁素体（F）在727℃~室温
间缓慢冷却时，会沿晶界析 出少量 Fe3CⅢ。
§4 – 2 铁碳合金平衡结晶过程分析 按含碳量铁碳合金分为 7 类：
⒈工业纯铁 WC： 0～0.02% ⒉亚共析钢 WC： 0.02 ～ 0.77% ⒊共析钢 WC： 0.77% ⒋过共析钢 WC： 0.77～2.11% ⒌亚共晶白口铁 WC： 2.11～4.3% ⒍共晶白口铁 WC： 4.3% ⒎过共晶白口铁 WC： 4.3～6.69%
四、过共析钢 在ES线以下缓冷时，在 A晶界上析出 二次相 Fe3CⅡ, 同时A的成分沿 ES线变化。至727℃，A 的成分到达S点，发生 共析转变，温度恒定。 待A全部变成P，共析转 变结束，温度再继续下 降。 室温时的平衡组织是： P + Fe3CⅡ。 二次渗碳体 Fe3CⅡ保留 在 P 周围，形成网状组 织，这种网状组织使钢 的力学性能明显下降， 属有害组织，必须消除。
六、亚共晶白口铁 在液相线以下为L + A两相。 在1148 ℃时 L 相成分到达C 点，发生共晶转变，变成 Ld。
继续冷却时，初晶A沿边界 析出Fe3CⅡ，至727 ℃,初晶A 的成分到达 S 点，发生共析 转变变成 P， Ld则变成L’d。 室温时的平衡组织是： P + Fe3CⅡ + L’d
《金属材料与热处理》第四章铁碳合金
34
学习情境四：铁碳合金 4.3
4、在焊接方面的应用 焊接时由焊缝到母材各区域的温度是不同的，根据Fe－Fe3C 相图可知，受到不同加热温度的各区域在随后的冷却中可能 会出现不同的组织和性能。这需要在焊接之后采用相应的热 处理方法加以改善。 5、在热处理方面的应用
Fe－Fe3C相图是制订热处理工艺的依据。应用Fe－Fe3C相 图可以正确选择各种碳钢的退火、正火、淬火等热处理的 加热温度范围。由于含碳量的不同，各种碳钢热处理的加 热温度和组织转变也各不相同，都可从状态图中求得。
31
学习情境四：铁碳合金 4.4
1、在钢铁材料选用方面的应用
Fe－Fe3C相图反映了铁碳合金的组织、性能随成分的变化 规律，为钢铁材料的选用提供了依据。如各种型钢及桥梁、船 舶、各种建筑结构等，都需要强度较高、塑性及韧性好、焊接 性能好的材料，故一般选用含碳量较低（WC＜0.25％）的钢材； 各种机械零件要求强度、塑性、韧性等综合性能较好的材料， 一般选用碳含量适中（WC＝0.30％～0.55％）的钢；各类工具、 刃具、量具、模具要求硬度高，耐磨性好的材料，则可选用含 碳量较高（WC＝0.70％～1.2％）的钢。纯铁的强度低，不宜 用作工程材料。白口铸铁硬度高、脆性大，不能锻造和切削加 工，但铸造性能好，耐磨性高，适于制造不受冲击、要求耐磨、 形状复杂的工件，如冷轧辊、球磨机的铁球等。
29
学习情境四：铁碳合金 4.4
低碳钢：Wc=0.1-0.25% 中碳钢：Wc=0.25-0.6% 高碳钢：Wc=0.6-1.4% 随着Wc的增加，硬度、强度都增加。
30
学习情境四：铁碳合金 4.3
三、铁碳合金状态图的应用
1、在钢铁材料选用方面 2、在铸造生产上的应用 3、在锻造方面的应用 4、在焊接方面的应用 5、在热处理方面的应用
学习情境四：铁碳合金 4.3
4、在焊接方面的应用 焊接时由焊缝到母材各区域的温度是不同的，根据Fe－Fe3C 相图可知，受到不同加热温度的各区域在随后的冷却中可能 会出现不同的组织和性能。这需要在焊接之后采用相应的热 处理方法加以改善。 5、在热处理方面的应用
Fe－Fe3C相图是制订热处理工艺的依据。应用Fe－Fe3C相 图可以正确选择各种碳钢的退火、正火、淬火等热处理的 加热温度范围。由于含碳量的不同，各种碳钢热处理的加 热温度和组织转变也各不相同，都可从状态图中求得。
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学习情境四：铁碳合金 4.4
1、在钢铁材料选用方面的应用
Fe－Fe3C相图反映了铁碳合金的组织、性能随成分的变化 规律，为钢铁材料的选用提供了依据。如各种型钢及桥梁、船 舶、各种建筑结构等，都需要强度较高、塑性及韧性好、焊接 性能好的材料，故一般选用含碳量较低（WC＜0.25％）的钢材； 各种机械零件要求强度、塑性、韧性等综合性能较好的材料， 一般选用碳含量适中（WC＝0.30％～0.55％）的钢；各类工具、 刃具、量具、模具要求硬度高，耐磨性好的材料，则可选用含 碳量较高（WC＝0.70％～1.2％）的钢。纯铁的强度低，不宜 用作工程材料。白口铸铁硬度高、脆性大，不能锻造和切削加 工，但铸造性能好，耐磨性高，适于制造不受冲击、要求耐磨、 形状复杂的工件，如冷轧辊、球磨机的铁球等。
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学习情境四：铁碳合金 4.4
低碳钢：Wc=0.1-0.25% 中碳钢：Wc=0.25-0.6% 高碳钢：Wc=0.6-1.4% 随着Wc的增加，硬度、强度都增加。
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学习情境四：铁碳合金 4.3
三、铁碳合金状态图的应用
1、在钢铁材料选用方面 2、在铸造生产上的应用 3、在锻造方面的应用 4、在焊接方面的应用 5、在热处理方面的应用
材料科学基础-铁碳合金
（2）奥氏体(γ或 A ) 定义：C在面心立方γ－Fe中的间隙固溶体 溶碳量较大： 0.77% (727℃) ~2.11% (1148℃) 性能: 强硬度较低； 塑性较好, 变形抗力较低, 易于锻压成形; 顺磁性。 ——热加工(塑性变形) 相 ——合金化后成为室温基体相(无磁性)；
（3）渗碳体(Fe3C) Fe与C形成的金属化合物，含6.69%C， 复杂正交晶系。 性能 强度低：σb= 30MPa; 硬度高：800HB 无塑性：δ=0; ψ=0; Ak=0 弱的铁磁性(<230 ℃)
单 相 组 织
两 相 组 织 （6）变态莱氏体(Ld′)：P＋Fe3C
二、Fe―Fe3C相图分析
实际组元：
Fe-Fe3C
L+δ
1538℃A
δ
N
1495℃ 0.17 0.53 H J B
铁碳相图 L
2.11 E
L +Fe3C
4.3 C
T
912℃ G
L+γ
D
γ α+γ
0.77 P S 0.0218
1148℃ F
（2）熟记铁碳相图，弄清重要温度与成分点、重要 线意义；铁碳合金中各种相的本质与特征；
（3）典型铁碳合金的结晶过程分析，室温平衡组织 中相及组织组成物相对量的计算；熟悉各组织特征 （4）掌握铁碳合金的成分—组织－性能之间的关系
§1 铁碳合金与铁碳相图
铁碳合金——应用最广泛的合金 一 铁碳合金中的基本相和基本组织 (一) 纯铁的晶体结构与性能 1 纯铁冷却中晶体结构的变化： L → δ－Fe → γ－Fe → α－Fe bcc fcc bcc —— 纯铁在冷却中经历两次同素异构转变
铁碳相图 L
2.11 E
第四章 铁碳合金
铁碳合金基本组织比较
名称 符号
结构
铁素体 F或α
间隙固溶体
奥氏体 A或γ
间隙固溶体
渗碳体 Fe3C
珠光体
P
金属化合物 机械混合物
莱氏体
Ld
机械混合物
性能
强度、硬度低，塑性、 韧性好。
强度、硬度比铁素体高， 塑性韧性也好。
硬度很高、塑性、韧 性很差
强度较高、硬度适中介 于铁素体和渗碳体之间
硬度很高，塑性很差 与渗碳体接近
奥氏体是碳在γ-Fe中的间隙固溶体，用符 号“A”（或γ）表示，面心立方晶格；
虽然FCC的间隙总体积较小，但单个间隙体 积较大，所以它的溶碳量较大，最多有 2.11%(1148℃时)，727℃时为0.77%。
在一般情况下， 奥氏体是一种高温组织，稳定存 在的温度范围为727~1394℃，故奥氏体的硬度低、 塑性较高，通常在对钢铁材料进行热变形加工， 如锻造、热轧等时，都应将其加热成奥氏体状态， 所谓“趁热打铁”正是这个意思。Rm=400MPa， 170~220HBW，A=40%~50%。
质硬而脆，耐腐蚀。用4%硝酸酒精溶液浸 蚀后，在显微镜下呈白色，如果用4%苦味 酸溶液浸蚀，渗碳体呈暗黑色。
渗碳体是钢中的强化相，根据生成条件不 同渗碳体有条状、网状、片状、粒状等形 态，它们的大小、数量、分布对铁碳合金
性能有很大影响。
总结：
在铁碳合金中一共有三个相，即铁素体、奥 氏体和渗碳体。但奥氏体一般仅存在于高温 下，所以室温下所有的铁碳合金中只有两个 相，就是铁素体和渗碳体。由于铁素体中的 含碳量非常少，所以可以认为铁碳合金中的 碳绝大部分存在于渗碳体中。这一点是十分 重要的。
➢水平线ECF为共晶反应线。 碳质量分数在2.11%～6.69%之间的铁碳合金,
第四章 铁碳合金相图
表4.3 铁碳合金的分类
第四节铁碳合金的成分、组织、性能间的关系 一、含碳量与平衡组织间的关系
随着含碳量增加时，渗碳体不仅数量增加，形态和分布也发生了很 大变化。（渗碳体分布在P内——网状分布在A晶界上——形成莱氏 体时，渗碳体则成了基体 。）
二、含碳量与力学性能间的关系
（ 1 ）硬度 WC 增加，硬度增加；
奥氏体的晶胞示意图
奥氏体的显微组织
三、渗碳体
渗碳体（Fe3C）
铁与碳形成的间隙化合物，含碳 量6.69%； 室温相——常作为钢的第二弥散 强化相； 渗碳体具有高硬度、高脆性、低 强度和低塑性； 一次渗碳体 Fe3CI：从液相直接 结晶出来。 二次渗碳体 Fe3CII：从 A 中析出。 三次渗碳体Fe3CIII：从F中析出。
第三节 典型铁碳合金的结晶过程及其组织
一、合金Ⅰ（共析钢）
结晶过程
共析结晶过程
1点以上 L； 1~2点 L+A； 2~3点 A； 3点 共析转变AS
727℃
(FP+Fe3C) ≡ P
QFe3 C
（片层状分布）共析铁素体 共析渗碳体 珠光体团
3~4点 F+ Fe3CIII+ Fe3C ≡ P
0.77 0.0218 11.2% 6.69 0.0218
第一节 铁碳合金的基本相
同素异晶转变——是指金属在结晶成固态以
后继续冷却的过程中晶格类型随温度下降而 发生变化的现象，也称同素异构转变。
Fe的冷却曲线及相应的晶体结构
L-Fe 液相
1538℃
δ-Fe 体心
1394℃
γ-Fe 面心
912℃ α-Fe 体心
同素异构转变（重结晶）的特点
4 铁碳合金相图
一、共析钢
1 C 2
•珠光体中铁素体与渗碳体的
相对量可用杠杆定律求得。
w FP SK 6.69 0.77 100%
PK 6.69 0.0218 88.8%
PS 0.77 - 0.0218
3
w Fe 3 C
PK 6.69 0.0218 11 .2 % (1 - w FP ) 100%
σb
750~900MPa
δ
20%~25%
αk
24~32J/㎝2
第四章 铁碳合金相图
硬度
180~280HBS
共晶转变与共析转变比较
相同点： • 在恒温下，由一相转变成两相混合物
不同点：
• 共晶转变——从液相发生转变；共晶体-莱氏体Ld；
• 共析转变——从固相发生转变；共析体-珠光体P；
• 由于原子在固态下扩散困难，故共析体比共晶体 更细密。
第四章 铁碳合金相图
二、下半部分图形-固态的相变
2.图中各线的分析
• PQ-碳在铁素体中固溶线，碳在铁素体中的最大溶解度是P 点，随着温度降低溶解度减小。从727℃到室温，铁素体中
溶碳量从wC=0.0218%减小到wC=0.0008%。
第四章 铁碳合金相图
三次渗碳体（Fe3CⅢ）——由727℃冷却到室温的过程中，过 剩的碳将以渗碳体形式从铁素体中析出，称为三次渗碳体。 一次渗碳体（Fe3CⅠ）——自液态合金中直接析出的渗碳体。 二次渗碳体（Fe3CⅡ）——自奥氏体中析出的渗碳体。
第四章 铁碳合金相图
三、渗碳体
σb
30MPa
δ
0%
αk
0J/㎝2
硬度
800HBW
• 渗碳体是指晶体点阵为正交点阵，化学式近似于Fe3C的一种 具有复杂晶格的间隙化合物，用符号Fe3C表示。 • 其含碳量为wc=6.69%，熔点为1227℃，不发生同素异构转变， 有磁性转变，在230℃以下具有弱磁性，230℃以上失去铁磁 性。 • 渗碳体中碳原子可被氮等小尺寸原子置换，而铁原子则可被 其他金属原子置换。这种以渗碳体为溶剂的固溶体称为合金 渗碳体。 • Fe3C在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、球状、网状或块 状。在碳钢中起强化相，其形态与分布对钢的性能有很大影 响。在一定条件下会分解成石墨状的自由碳。
第四章铁碳合金状态图
第四章铁碳相图与碳钢钢铁材料都属于铁碳合金，学习本章有助于了解铁碳合金的成分、组织和性能之间的关系,以便在生产中合理地使用。
本章包括以下内容：铁碳相图碳含量对合金组织性能的影响铁碳相图的应用与局限性碳钢4.1 铁碳相图4.1.1铁碳合金中的基本相不同温度时Fe 具有不同的晶体结构α-Fe γ-Fe δ-Fe C 可以溶解到Fe 的晶格中形成固溶体α:C 在α-Fe 中的间隙固溶体；铁素体，Fγ: C 在γ-Fe 中的间隙固溶体；奥氏体，A δ:C 在δ-Fe 中的间隙固溶体; 高温铁素体 当C 含量超过溶解度时，多余的C 形成化合物Fe 3C 或石墨1394o C 912o C4.1.2 Fe-FeC相图分析3简化铁碳相图4.1.3 铁碳合金的分类按照含碳量铁碳合金可以分为三大类（一）工业纯铁: C％≤0.0218％（二）钢: 含C％为0.0218％～2.11％1. 共析钢C％＝0.77％2. 亚共析钢0.0218％< C％< 0.77％3．过共析钢0.77％< C％≤2.11％(三) 白口铸铁: 2.11％< C％< 6.69％1.共晶白口铁C％＝4.3％2．亚共晶白口铁2.11％< C％< 4.3％3．过共晶白口铁4.3％< C％< 6.69％4.1.4 典型合金结晶过程1 工业纯铁室温组织为：α＋Fe3C III2-1 共析钢室温组织为:珠光体P(F+Fe 3C)室温组织中组织组成物相对重量:W F = ×100% = 88% W Fe3C 共析= ×100%=12%0.026.690.776.69−−0.02-6.690.020.77−2-2 亚共析钢30钢的室温组织40钢的室温组织室温组织：F 初＋P （F ＋Fe 3C ）W P = ×100% = 51%W F 初= 1 -51% = 49%0.020.770.020.4−−2-3 过共析钢室温组织：Fe 3C Ⅱ＋P （F ＋Fe 3C ）1.2%C 钢的室温组织组成物相对重量为：Fe 3C Ⅱ％＝×100％＝7％，P ％＝1－7％＝93％0.776.690.771.2−−3－1 共晶白口铸铁3-2 亚共晶白口铸铁3-3 过共晶白口铸铁Fe-Fe 3C组织组成物相图4.2 碳含量对组织性能的影响4.2.1 组织相：随着C ％↑F ↓Fe 3C ↑组织：主要涉及碳化物的数量与形态： 少量Fe 3C III ，P ，二次Fe 3C II ，莱氏体基体4.2.2 含碳量对力学性能的影响F 为软相，Fe 3C 为硬脆相。
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-Fe、 -Fe为体心立方结构(BCC)，-Fe为面心立方 结构(FCC)。都是铁的同素异构体。
-Fe
-Fe
编辑ppt
3
2、固态转变的特点 ⑴形核一般在某些特定部位发生（如晶界、晶内缺陷、
特定晶面等）。 ⑵由于固态下扩散困难，因而过冷倾向大。 ⑶固态转变伴随着体积变化，易造成很大内应力。
混合物，称作莱氏体, 用Le （或Ｌd)表示。为蜂窝状, 以Fe3C为基，性能硬而脆编辑。ppt
莱氏体
10
PSK：共析线
S ⇄FP+ Fe3C 共析转变的产物是 与
Fe3C的机械混合物，称 作珠光体，用P表示。
L+δ
δ+
L+
+
L+ Fe3C + Fe3C
F+ Fe3C
珠光体的组织特点是
L+ H B
J
N +
+ S
工业纯铁的结晶过程
从铁素体中析出的渗碳体称三次渗碳体，用Fe3CⅢ 表示。 Fe3CⅢ以不连续网状或片状分布于晶界。
随温度下降，
Fe3CⅢ量不断 增加，合金的
室温下组织为
F+ Fe3CⅢ。
室 温 下 Fe3CⅢ
最大量为:
0 .02 0 .0 10 808 Q F 3 C Ie I I 6 .编6 辑pp t 0 9 .00 1 0% 0 8 0 0 .3 18%
一、纯铁的同素异构转变 同素异构转变：物质在固态下晶体结构随温度变化而
变化的现象称同素异构转变（或重结晶）。同素异构
转变属于相变之一—固态相变。
纯铁的同素异构转变
1、铁的同素异构转变
铁在固态冷却过程中有 两次晶体结构变化，其 变化为：
1394℃
912℃
-Fe ⇄ -Fe ⇄ -Fe 编辑ppt
2
8
第二节 铁碳合金相图的分析
一、概述 ⒈ 特征点
⇄
⇄ ⇄
⇄ ⇄
J
N
L+
G
+
L
L+Fe3C
+Fe3C
+Fe3C
编辑ppt
9
⒉ 特征线 ⑴ 液相线—ABCD，
固相线—AHJECF ⑵ 三条水平线：
HJB：包晶线LB+δH⇄ J ECF：共晶线LC⇄ E+Fe3C 共晶产物是 与Fe3C的机械
两相呈片层相间分布,
性能介于两相之间。
珠光体
编辑ppt
PSK线又称A1线 。 11
⑶ 其它相线
GS,GP— ⇄ 固溶体
转变线, GS又称A3 线。
HN,JN—δ⇄ 固溶体
转变线，
ES—碳在 -Fe中的固
溶线。又称Ac m线。
PQ—碳在-Fe中的固
溶线。
编辑ppt
12
⒊ 相区
⑴ 五个单相区：
Fe3C是一个亚稳相，在一定 条件下可发生分解：
Fe3C→3Fe+C(石墨), 该反应 对铸铁有重要意义。
由于碳在-Fe中的溶解度很
钢中的渗碳体
小，因而常温下碳在铁碳合
金中主要以Fe3C或石墨的形
式存在。
编辑ppt
7
铸铁中的石墨
（４）、P：F和Fe3C组成的机械混合物。 性能：其性能介于F和Fe3C之间， （５）、Ld(或Le)：A和Fe3C组成的机械混合物，它只
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)
编辑ppt
15
㈠工业纯铁的 结晶过程
合 金 液 体 在 1-2
点间转变为， 3-4 点 间 → ， 5-6 点 间 → 。 到7点，从中
析出Fe3C。
编辑ppt
4
二、室温平衡状态下铁碳合金组织中基本组成物及机性
⒈ 组元：Fe、 Fe3C ⒉ 组成物：
⑴ 铁素体： 碳在-Fe中的固溶体 称铁素体, 用F 或 表示。α -Fe
溶解Ｃ的能力很小，随温度的
铁素体
不同而不同， 600℃时为0.006%，室温下仅为0.0008%,
727℃ 时最大达0.02%，是体心立方间隙固溶体。
在高温(>727℃)存在，在727℃ 以下，Ld是由P＋Fe3C 组成，用Ld`表示。 性能：Ld`与Fe3C相似，HB>700，塑性差。
铁碳合金相图：是研究铁碳合金最基本的工具，是研究碳 钢和铸铁的成分、温度、组织及性能之间关系的理论基 础,是制定热加工、热处理、冶炼和铸造等工艺依据.
编辑ppt
L、、、、Fe3C ⑵ 七个两相区: L+、
L+、L+Fe3C、 +、 +Fe3C、+ 、 +Fe3C
⑶ 三个三相区：即HJB (L++)、ECF(L++ Fe3C)、 PSK(++ Fe3C)三条水平线
编辑ppt
13
二、工业纯铁、钢和白口铸铁结晶过程分析 铁碳相图上的合金，按成分可分为三类： ⑴ 工业纯铁(<0.0218% C) 组织为单相铁素体。
⑵ 钢 (0.0218~2.11%C) 高温组织为单相
① 亚共析钢
(0.0218~0.77%C) 亚共 过
② 共析钢 (0.77%C) ③ 过共析钢
共析 共
析钢 2.11%C)
铁
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亚 共过
共 晶共
晶 白晶
白 口白
口 铁口
铁
铁
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⑶ 白口铸铁
(2.11~6.69%C)
第三节 铁碳合金相图
铁碳合金—碳钢和铸铁， 是工业应用最广的合金。
含碳量为0.0218% ~2.11%的称钢
含碳量为 2.11%~ 6.69% 的称铸铁。
含碳量大于Fe3C成分 （6.69%）时，合金太脆， 已无实用价值。
实际所讨论的铁碳合金
相图是Fe- Fe3C相图。
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第一节 纯铁、铁碳合金的组织结构及其性能
㈡ 共析钢的结晶过程
合金液体在1-2
点间转变为。
到S点发生共析 转变：
S⇄P+Fe3C, 全部转变为
珠光体(P)。
性能：强度低、塑性好，钢
材热加工都在 区进行。
碳钢室温组织中无奥氏体.
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奥氏体
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⑶ 渗碳体：是Fe和Ｃ形成的稳定化合物，含Ｃ量为
6.69%，具有复杂的晶格， 用Fe3C表示。 性能：Fe3C硬度高(HB约800)、强度低(b35MPa), 脆
性大, 塑性几乎为零，其形状可以是片状、网状和粒状.
性能：F叫工业纯铁，韧性很好，延伸率δ=45~50%，强
度和硬度均不高， σb =250MPa，HB＝80。晶粒为均匀 明亮的多边形。
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⑵ 奥氏体:
碳在 -Fe中的固溶体称奥氏体。用A或 表示。
是面心立方晶格的间隙固溶体。溶碳能力比铁素体 大，1148℃时最大为2.11%。
组织为不规则多面体晶粒， 晶界较直。