1、§2-5 鐵碳合金的組織與狀態(tài)圖,鐵碳合金—碳鋼和鑄鐵，是工業(yè)應用最廣的合金。含碳量為0.0218% ~2.11%的稱鋼含碳量為 2.11%~ 6.69%的稱鑄鐵。鐵和碳可形成一系列穩(wěn)定化合物： Fe3C、 Fe2C、 FeC，都可作為純組元看待。含碳量大于Fe3C成分（6.69%）時，合金太脆，已無實用價值。,一、鐵碳合金的基本組織,是體心立方間隙固溶體。鐵素體的溶碳能力很低,在727℃時最大為0.0218%，室

2、溫下僅為0.0008%。鐵素體的組織為多邊形晶粒，性能與純鐵相似。,鐵素體,⒈ 組元：Fe、 Fe3C⒉ 相⑴ 鐵素體：碳在?-Fe中的固溶體稱鐵素體, 用F 或? 表示。,鐵素體組織金相圖,⑵ 奧氏體:碳在? -Fe中的固溶體稱奧氏體。用A或 ? 表示。是面心立方晶格的間隙固溶體。溶碳能力比鐵素體大，1148℃時最大為2.11%。727 ℃時為0.77%,組織為不規(guī)則多面體晶粒，晶界較直。強度低、塑性好，鋼材熱加工都在?

3、區(qū)進行.碳鋼室溫組織中無奧氏體。,奧氏體,奧氏體組織金相圖,⑶ 滲碳體：即Fe3C, 含碳6.69%, 用Fe3C或Cm表示。Fe3C硬度高、強度低(?b?35MPa), 脆性大, 塑性幾乎為零,Fe3C是一個亞穩(wěn)相，在一定條件下可發(fā)生分解：Fe3C→3Fe+C(石墨), 該反應對鑄鐵有重要意義。由于碳在?-Fe中的溶解度很小，因而常溫下碳在鐵碳合金中主要以Fe3C或石墨的形式存在。,滲碳體組織金相圖,⑷珠光體：鐵素體與Fe3

4、C的機械混合物，用P表示。,珠光體的組織特點是兩相呈片層相間分布,性能介于兩相之間。,珠光體,珠光體 ( P ),⑸萊氏體： ? 與Fe3C的機械混合物高溫萊氏體：727 ℃以上，奧氏體與滲碳體，以Le表示低溫萊氏體：727 ℃以下，珠光體與滲碳體，以L’e表示為蜂窩狀, 以Fe3C為基，性能硬而脆。,萊氏體,萊氏體 ( Ld ),相圖的建立,相圖的建立,熱 分 析 法,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,溫度,

5、,a,b,ab : 液相線,ab : 固相線,L,L + S,S,L : 液相區(qū),S : 固相區(qū),L+S:液固共存區(qū),鐵碳合金相圖是研究鐵碳合金最基本的工具，是研究碳鋼和鑄鐵的成分、溫度、組織及性能之間關系的理論基礎,是制定熱加工、熱處理、冶煉和鑄造等工藝依據(jù).,二、鐵碳合金狀態(tài)圖,含碳量大于Fe3C成分（6.69%）時，合金太脆，已無實用價值。實際所討論的鐵碳合金相圖是Fe- Fe3C相圖。,Fe - F

6、e3C 相圖,,,,,,,,,,,,,,,五個重要的成份點: P、S、E、C、K。四條重要的線: EF、ES、GS、FK。三個重要轉(zhuǎn)變: 包晶轉(zhuǎn)變、共晶轉(zhuǎn)變、共析轉(zhuǎn)變。二個重要溫度: 1148 ℃ 、727 ℃ 。,(一)鐵碳合金狀態(tài)圖中主要點和線的意義,,,,Fe - Fe3C 相圖,,A,C,D,E,F,G,S,P,Q,1148℃,727℃,L,A,L+A,L+ Fe3CⅠ,6.69%C,,( A+Fe3C ),Ld,Ld+F

7、e3CⅠ,A+Ld+Fe3CⅡ,,F,A+F,A+ Fe3CⅡ,( F+ Fe3C ),P,P+F,P+Fe3CⅡ,Ld’,Ld’+Fe3CⅠ,P+Ld’+Fe3CⅡ,K,,( P+Fe3C ),⒈ 特征點,,,,⒉ 特征線⑴ 液相線—ACD， 固相線—AECF ⑵ 水平線：ECF：共晶線LC? ?E+Fe3C共晶產(chǎn)物是A與Fe3C的機械混合物，稱作萊氏體, 用Le表示。為蜂窩狀, 以Fe3C為基，性能硬而脆

8、。,萊氏體,（二）鐵碳合金的組織轉(zhuǎn)變,工業(yè)純鐵 ( ingot iron )共析鋼 ( eutectoid steel )亞共析鋼 ( hypoeutectoid steel )過共析鋼 ( hypereutectoid steel )共晶白口鐵 ( eutectoid white iron )亞共晶白口鐵( hypoeutectoid white iron )過共晶白口鐵( hypereute

9、ctoid white iron ),1.工業(yè)純鐵 ( Wc < 0.0218% ),,工業(yè)純鐵組織金相圖,2. 共析鋼 ( Wc = 0.77% ),,共析鋼組織金相圖,3.亞共析鋼 ( Wc = 0.45% ),,亞共析鋼組織金相圖,4.過共析鋼 ( Wc = 1.2% ),,過共析鋼組織金相圖,5.共晶白口鐵 ( Wc = 4.3% ),,共晶白口鐵組織金相圖,6.亞共晶白口鐵 ( Wc = 3.0% ),,亞共晶白口鐵組織