铁碳合金相图

Fe-Fe3C相图看起来比较复杂,但它仍然是由一些基本相图组成的,我们可以将Fe-Fe3C相图分成上下两个部分来分析.

共晶转变

在1148℃,4.3%C的液相发生共晶转变:

Lc(AE+Fe3C),

转变的产物称为莱氏体,用符号Ld表示.

存在于1148℃~727℃之间的莱氏体称为高温莱氏体,用符号Ld表示,组织由奥氏体和渗碳体组成;存在于727℃以下的莱氏体称为变态莱氏体或称低温莱氏体,用符号Ld表示,组织由渗碳体和珠光体组成.

低温莱氏体是由珠光体,Fe3CⅡ和共晶Fe3C组成的机械混合物.经4%硝酸酒精溶液浸蚀后在显微镜下观察,其中珠光体呈黑色颗粒状或短棒状分布在Fe3C基体上,Fe3CⅡ和共晶Fe3C交织在一起,一般无法分辨.

共析转变

在727℃,0.77%的奥氏体发生共析转变:

AS(F+Fe3C),转变的产物称为珠光体.

共析转变与共晶转变的区别是转变物是固体而非液体.

特征点

铁碳合金相图

相图中应该掌握的特征点有:A,D,E,C,G(A3点),S(A1点),它们的含义一定要搞清楚.根据相图分析如下点：

相图中重要的点(14个)：

1.组元的熔点:A(0,1538)铁的熔点;D(6.69,1227)Fe3C的熔点

2.同素异构转变点:N(0,1394)δ-Feγ-Fe;G(0,912)γ-Feα-Fe

3.碳在铁中最大溶解度点:

P(0.0218,727),碳在α-Fe中的最大溶解度

E(2.11,1148),碳在γ-Fe中的最大溶解度

H(0.09,1495),碳在δ-Fe中的最大溶解度

Q(0.0008,RT),室温下碳在α-Fe中的溶解度

三相共存点:

S(共析点,0.77,727),(A+F+Fe3C)

C(共晶点,4.3,1148),(A+L+Fe3C)

J(包晶点,0.17,1495)(δ+A+L)

其它点

B(0.53,1495),发生包晶反应时液相的成分

F(6.69,1148),渗碳体

K(6.69,727),渗碳体

特性线

相图中的一些线应该掌握的线有:ECF线,PSK线(A1线),GS线(A3线),ES线(ACM线)

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,在平衡结晶过程中均发生共晶反应.

水平线PSK为共析反应线

碳质量分数为0.0218%～6.69%的铁碳合金,在平衡结晶过程中均发生共析反应.PSK线亦称A1线.

GS线是合金冷却时自A中开始析出F的临界温度线,通常称A3线.

ES线是碳在A中的固溶线,通常叫做Acm线.由于在1148℃时A中溶碳量最大可达2.11%,而在727℃时仅为0.77%,因此碳质量分数大于0.77%的铁碳合金自1148℃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).Acm线亦为从A中开始析出Fe3CII的临界温度线.

PQ线是碳在F中固溶线.在727℃时F中溶碳量最大可达0.0218%,室温时仅为0.0008%,因此碳质量分数大于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).PQ线亦为从F中开始析出Fe3CIII的临界温度线.Fe3CIII数量极少,往往予以忽略.

相图相区

1.单相区(4个+1个):L,δ,A,F,(+Fe3C)

2.两相区(7个):L+δ,L+Fe3C,L+A,δ+A,A+F,A+Fe3C,F+Fe3C.