铁碳相图

Iron-Carbon Phase Diagram

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1.铁素体：Ferrite ---F

存在图中GPQ下方，它是碳溶于α-Fe中的固溶体，碳的溶解量很小，在723℃时达到最大值，其质量分数为0.0218%，常温时的质量分数为:0.006%。

特性：强度和硬度较低，塑性和韧性好。

另：碳溶于δ-Fe形成的固溶体，叫δ固溶体，以δ表示，也是铁素体。

2.奥氏体：Austenite --A

存在于图GSEJN区域，它是碳溶于γ-Fe中的固溶体。碳的溶解量随温度的升高而增多，至1148℃时达到最大值，质量分数为：2.11%。

特性：硬度为170~220HBS，伸长率为40%~50%，即硬度较低塑性较高。

3. 渗碳体：Cementite --Fe3C

由垂线DN表示，是含碳质量分数为6.67%的铁碳化合物。

特点：硬度高800HBS，脆性大，塑性极低。

4. 珠光体：Pearlite---P

A1线；在铁素体上分布着硬脆的渗碳体，形成的组织为珠光体。Ferrite+Cementite=Pearlite

特点：抗拉强度：δ=750MPa，布氏硬度：240HBS，断面收缩率：Ψ=12%~15%；因而珠光体是一种高硬度、强度和韧性的组织。

依据渗碳体的存在形式，可分为片状珠光体和粒状珠光体，含碳量相同的钢材，粒状珠光体比片状珠光体硬度强度低一些，在相同硬度情况下，粒状珠光体的屈服强度、塑性、韧性都比片状珠光体优越。

5. 贝氏体：Bainite

当奥氏体过冷到550℃左右至马氏体点（Ms）温度范围时，其转变成的组织成为贝氏体。可分为上贝氏体和下贝氏体，上贝氏体是过冷奥氏体大约在550~350℃温度范围转变成的，下贝氏体是过冷奥氏体在350℃左右至马氏体点（Ms）之间的温度范围内转变成的。

上贝氏体强度大，脆性大；下贝氏体强度和韧性都比较高。

6. 马氏体：Martensite

当奥氏体以大于临界冷却速度冷却，并过冷到Ms点以下时，可转变为马氏体。

特点：高强度，脆性大。

液相L线：温度高于ABCD线部分，所有铁碳合金均处于熔化状态。

A

线：MN线，230℃，为渗碳体磁性转变线，高于此温度其磁性消失。

A

1

线：PS线，727℃，为共析转变线，冷却到此温度，奥氏体同时转变为铁素体和渗碳体，组成珠光体；而加热到此温度时，珠光体转变为奥氏体。共析成分含碳量的质量分数为0.8%，S为共析点。

A

2

线：GSP内短水平虚线，770℃，为铁素体磁性转变温度线，高于此温度，铁素体磁性消失。

A

3线：GS线，727~910℃，为铁素体和奥氏体的转变温度线，加热到A

1

线时铁素

体开始转变为奥氏体，加热到A

3线时，铁素体全部转化为奥氏体，冷却到A

3

线时，

奥氏体开始析出铁素体。

A

cm

线, ES线，727~1148℃，为碳在奥氏体中的溶解度曲线。加热到此线以上，钢中的渗碳体完全熔解于奥氏体中；奥氏体冷却到此线以下，就要析出过饱和的碳，形成渗碳体。

共晶线, EF线，1148℃，液相铁碳合金冷却到此温度线时，同时转换为奥氏体和渗

5）低合金钢－合金量<5% 6）中合金钢－合金量5%~10% 7）高合金钢－合金量>10%

1. 塑性伸长率：δ=[(L1-L0)/L0]X100% 或Ψ=[(A0-A1)/A0]X100%

2. 强度：ζs=F s/A0 ζb=F b/A0

弹性：Elasticity, 塑性：Plasticity, 强度：Intensity，硬度：Hardness，冲击韧性：Impact Toughness

Heat Treatment Iron-Carbon Phase Diagram

铁碳相图是制定热处理工艺的主要依据之一，常利用它来粗略的确定各种含碳量的碳素钢和低合金钢的热处理温度范围。但是，此图是在极缓慢加热和冷却的条件下得到的，它只表示在平衡状态下的成分、温度和相的关系；实际上，加热速度和冷却速度对相变温度、组织成分和组织形态有很大影响，加热速度增大，会使相变温度升高；冷却速度增大，则相变温度下降。注脚c表示加热时的实际相变温度，注脚r表示冷却时的实际相变温度。

Nodular cast, spherical-graphite cast—球墨铸铁

制造步骤

（一）严格要求化学成分，对原铁液要求的碳硅含量比灰铸铁高，降低球墨铸铁中锰，磷，硫的含量

（二）铁液出炉温度比灰铸铁更高，以补偿球化，孕育处理时铁液温度的损失

（三）进行球化处理，即往铁液中添加球化剂

（四）加入孕育剂进行孕育处理

（五）球墨铸铁流动性较差，收缩较大，因此需要较高的浇注温度及较大的浇注系统尺寸，合理应用冒口，冷铁，采用顺序凝固原则（六）进行热处理