金属热处理生产工艺铁碳相图分析铁碳合金相图.doc

第二节 铁碳合金相图 铁和碳可以形成Fe3C、Fe2、FeC等一系列化合物。由于ωC ＞5%的铁碳合金脆性大，没有实用价值，且Fe3C（ωC=6.69%）又是一种稳定的化合物，可以作为一个独立的组元看待，因此铁碳合金相图实质上就是Fe―Fe3C相图， 图2-5 Fe―Fe3C 一、相图中的主要特性点 Fe―Fe3C相图中特性点的符号是国际通用的，不能随意更改。Fe―Fe3C相图中各特性点的温度、碳的质量分数及意义见表2 表2-2铁碳合金相图中的特性点 符号 温度 WC(%) 说明 符号 温度 WC(%) 说明 A 1538 0 纯铁的熔点 J 1495 0.17 包晶点 B 1495 0.53 包晶转变时液态合金的成分 K 727 6.69 共析渗碳体的成分 C 1148 4.3 共晶点 M 770 0 纯铁的磁性转变温度 D 1227 6.69 渗碳体的熔点 N 1394 0 γ-Fe? δ-Fe同素异晶转变点 E 1148 2.11 碳在γ-Fe中的最大溶解度 P 727 0.0218 碳在α-Fe中的最大溶解度 F 1148 6.69 共晶渗碳体的成分 S 727 0.77 共析点 G 912 0 α-Fe?γ-Fe同素异晶转变点 Q 600 0.0057 600℃时碳在α-Fe H 1495 0.09 碳在δ-Fe中的最大溶解度 二、相图中的特性线 1、液相线 ABCD 固相线 AHJECF 2、三条水平线 (1) H J B 包晶水平线 δ0.09 + L0.53 1495℃ A (2)共晶转变线 ECF L4.3 1148℃ A2.11 + Fe (A+Fe3C)称为莱氏体，记为 (3) PSK 共析转变线 A0.77 727℃ F0.0218 + Fe (F+Fe3C)称为珠光体，记为 凡碳的质量分数大于0.0218%的铁碳合金，在PSK水平线上均发生共析转变。 共析转变的产物(F+Fe3C)因其金相磨面具有珍珠般的光泽而称为珠光体，用符号“P 表示。珠光体一般是渗碳体以层片状分布在铁素体基体上而形成的机械混合物。由于珠光体中渗碳体的数量较铁素体少，所以珠光体中较厚的片是铁素体（白），较薄的片是渗碳体（黑），片层排列方向相同的领域称为一个珠光体团，如图2-6a所示。当放大倍数较高时，可以清晰地看到珠光体中平行排列分布的薄片渗碳体，如图2-6b所示。 a)光学显微镜 b)扫描电镜（SEM） 图2-6珠光体的显微组织 3、两条固溶度曲线 (1) ES：碳在奥氏体中的固溶度曲线 1148℃： 727℃： 0.77% C% 0.77%的铁碳合金，从1148℃降至727℃时A→Fe (2) PQ：碳在铁素体中的溶解度 727℃： 600℃： 室温： 0.0008% 当温度从727℃降至室温时F→Fe3 铁碳合金相图中的特性线及其含义归纳于表2-3中。 表2-3铁碳合金相图中的特性线 特性线 性质 ABCD 铁碳合金的液相线 AHJECF 铁碳合金的固相线 HN 碳在δ-Fe中的溶解度曲线 JN δ固溶体向奥氏体转变终了温度线（A4） GS 奥氏体向铁素体转变开始温度线 PQ 奥氏体向铁素体转变终了温度线 ES 碳奥氏体在中的溶解度曲线 H J B 包晶转变线δ0.09 + L0.53 ? A0.17 ECF 共晶转变线L4.3 ? A2.11 + Fe3 PSK 共析转变线A0.77 ? F0.0218 + Fe3 MO 铁素体的磁性转变线 230℃ 渗碳体的磁性转变线 三、铁碳合金相图中的相区： 相图中有四个单相区，分别是：液相区（ABCD线以上）、δ固溶体区（AHNA）、奥氏体区（NJESGN）、铁素体区（GPQG）。 有七个两相区（分别存在于两个相邻的单相区之间），即：L+δ、L+A、L+ Fe3C、δ+A、A+F、A+ Fe3C、