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[[File:相图.jpg |缩略图|居中|500px|[https://www.wendangwang.com/doc/10869e3e9f0688d138ba9700 来自文档网]铁碳合金相图]] '''铁碳合金相图''': 从某种意义上讲,铁碳合金相图是研究铁 碳合金的工具,是研究碳钢和铸铁成分、 温度、组织和性能之间关系的理论基础, 也是制定各种热加工工艺的依据。<ref>[https://baike.baidu.com/ 铁碳合金相图],百度文库, 2019年08月10日</ref> ==铁碳合金中的基本相== 铁碳合金相图实际上是Fe-Fe3C相图,铁碳合金 的基本组元也应该是纯铁和Fe3C。 铁存在着同素 异晶转变,即在固态下有不同的结构。不同结构 的铁与碳可以形成不同的固溶体,Fe—Fe3C相图 上的固溶体都是间隙固溶体。由于α-Fe和γ-Fe晶 格中的孔隙特点不同,因而两者的溶碳能力也不 同。 铁碳合金中的基本相:1.[[铁素体]]; 2.[[奥氏体]]; 3.[[渗碳体]];4、[[珠光体]];5、[[莱氏体]]; ===铁素体=== 碳在α-Fe中形成的[[间隙固溶体]]称为铁素体,用符号F或α表示。碳在α-Fe中的溶解度很低,因此,铁素体的机械性能与纯铁相近,其强度、硬度较低,但具有良好的塑性、韧性。 ===奥氏体=== 碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体,用符号A或γ表示。 ===渗碳体=== 渗碳体是一种具有复杂晶体结构的间隙化合物,它的分子式为Fe3C,渗碳体既是组元,又是基本相。 ===珠光体=== 用符号P表示,它是铁素体与渗碳体薄层片相间的机械机械混合物。 ===莱氏体=== 用符号Ld表示,奥氏体和渗碳体所组成的[[共晶体]]。 ==Fe- Fe3C相图中的特性点分析== Fe-Fe3C相图。图中各点的温度、含 碳量及其意义示于表中。Fe- Fe3C相图中的 特性点均采用固定的字母表示。<ref>[https://wenku.baidu.com/view/f40492e164ce0508763231126edb6f1aff007182.html 铁碳相图详解要点],百度文库,2018-10-14 </ref> {| class="wikitable" |- !特性点符号 !!温度/℃!! 含碳量c(%)!!含义 |- |A ||1538℃ || 0% ||熔点:纯铁的熔点 |- |C ||1148℃ || 4.3% ||共晶点:发生共晶转变L4.3→Ld(A2.11%+Fe3C共晶) |- |D ||1227℃ || 6.69% ||熔点:渗碳体的熔点 |- |E ||1148℃ ||2.11% ||碳在γ-Fe中的最大溶解度点 |- |G ||912℃ || 0% ||同素异构转变点 |- |S ||727℃ || 0.77% ||共析点:发生共析转变A0.77%→p(F0.0218%+Fe3C共析) |- |P ||727℃ || 0.0218% ||碳在α-Fe中的最大溶解度点 |- |Q ||室温 ||0.0008% ||室温下碳在α-Fe中的最大溶解度 |} ==Fe-Fe3C相图中的特性线分析== Fe-Fe3C相图如图3-25所示。可以看出,Fe-Fe3C相图由三个基本相图(包晶相图、共晶相图和共析相图)组成。相图中有五个基本相:液相L,高温铁素体相 ,铁素体相 ,奥氏体相 和渗碳体相Fe3C。这五个基本相构成五个单相区(其中Fe3C为一条垂线),并由此形成七个两相区:L+δ、L+ 、L+ Fe3C、δ+ 、 + Fe3C 、 + 和 + Fe3C。<ref>[https://wenku.baidu.com/view/1e1389f1cad376eeaeaad1f34693daef5ef71363.html?from=search 铁碳合金相图详解],百度文库,2019-12-16 </ref> 在Fe-Fe3C相图中,ABCD为液相线,AHJECF为固相线。相图中各特征点的温度、成分及其含义如表所示。 Fe- Fe3CHJB水平线(1495℃)为包晶线,与该线成分(0.09%~0.53%C)对应的合金在该线温度下将发生包晶转变:L0.53 + 0.09 0.17(式中各相的下角标为相应的含碳量),转变产物为奥氏体。 ECF水平线(1148℃)为共晶线,与该线成分(2.11%~6.69%C)对应的合金在该线温度下将发生共晶转变:L4.3 2.11 + Fe3C。转变产物为奥氏体和渗碳体的机械混合物,称为莱氏体,用符号“Le”表示。莱氏体的组织特点为蜂窝状,以Fe3C为基,性能硬而脆。 PSK水平线(727℃)为共析线,与该线成分(0.0218%~6.69%C)对应的合金在该线温度下将发生[[共析转变]]: 0.77 0.0218 + Fe3C。转变产物为铁素体和渗碳体的机械混合物,称为珠光体,用符号“P”表示。珠光体的组织特点是两相呈片层相间分布,性能介于两相之间。共析线又称为A1线。 此外,Fe- Fe3C相图中还有六条固态转变线: 加热时铁素体向奥氏体转变终了的温度线。GS线又称为A3线,JN线又称为A4线。 ES线为碳在 -Fe中的固溶线。在1148℃,碳的[[溶解度]]最大,为2.11%,随温度降低,溶解度下降,到727℃ 时溶解度只有0.77%。所以含碳量超过0.77%的铁碳合金自1148℃冷至727℃ 时,会从奥氏体中析出渗碳体,称为[[二次渗碳体]],标记为Fe3CII。二次渗碳体通常沿奥氏体晶界呈网状分布。ES线又称为Acm线。 PQ线为碳在 -Fe中的固溶线。在727℃,碳的溶解度最大,为0.0218%,随温度降低,溶解度下降,到室温时溶解度仅为0.0008%。所以铁碳合金自727℃向室温冷却的过程中,将从铁素体中析出渗碳体,称为三次渗碳体,标记为Fe3CIII。因其析出量极少,在含碳量较高的合金中不予以考虑,但是对于工业[[纯铁]]和[[低碳钢]],因其以不连续网状或片状分布于铁素体晶界,会降低塑性,所以对于Fe3CIII的数量和分布还是要加以控制。 ==总结== 综上所述可见,铁碳合金中的渗碳体根据形成条件不同可分为一次渗碳体Fe3CⅠ(由液相直接析出的渗碳体)、二次渗碳体Fe3CⅡ、三次渗碳体Fe3CⅢ、[[共晶渗碳体]]和[[共析渗碳体]]五种。它们分属于不同的组织组成物,区别仅在于形态和分布不同,但都同属于一个相。由于它们的形态和分布不同,所以对铁碳合金性能的影响也不相同。 另外,Fe- Fe3C相图中还有两条物理性能转变线:MO线(770℃)是铁素体[[磁性]]转变温度。在770℃以上,铁素体为顺磁性物质,在770℃以下,铁素体转变为铁磁性物质。此线又称为A2线;UV线(230℃)是渗碳体磁性转变温度,又称为A0线。<ref>[https://wenku.baidu.com/view/8956b470250c844769eae009581b6bd97f19bc86.html?from=search 铁碳合金相图分析],百度文库, 2019-04-24</ref> ==视频== <center> {{#iDisplay: d0304u58jda|640|370|qq}} <big>铁碳合金相图</big> {{#iDisplay: i0558tfcdkw|640|370|qq}} <big>4-铁碳合金相图分析</big> </center> ==参考资料== {{Reflist}} [[Category: 470 製造總論 ]]
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