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1、第四章 铁-碳合金相图,(Chapter 4 The Iron-Iron Carbide Phase Diagram ),4.1 铁碳合金的组元与基本相1 纯铁（pure iron）,和相是bcc相，是fcc相，同素异构转变（polymorphic transformation）纯铁的塑性好(延伸率：30-50%)强度低(抗拉强度：180-270MPa)，一般不用作结构材料,2 渗碳体 （Fe3C、cementite、iron carbide）,是铁和碳形成的间隙化合物，具有复杂结构，(interstitial compound),硬度(hardness)高、脆性(brittleness)大。
2、,熔点(melting point)：1227，,磁性转变温度：230(magnetic change temperature),渗碳体是介稳相(metastable phase)，在条件适合时，将分解出单质的石墨碳。 (graphite),3 铁碳合金相,奥氏体（austenite）：碳溶入-Fe中形成的固溶体，记作（或A）,铁素体（ferrite）：碳溶入-Fe或-Fe中形成的固溶体，记作：（或F）及,4.2 铁碳合金相图分析 1 点(T, w(c)%),E ：碳在-Fe中的最大溶解度,C：共晶点(eutectic point),S：共析点(eutectoid point),A：纯铁熔点,
3、G ：-Fe和-Fe同素异构转变点,N ：-Fe和-Fe同素异构转变点,P ：碳在-Fe中的最大溶解度,J ：包晶点(peritectic point),H ：碳在-Fe中的最大溶解度,B ：包晶反应时液态合金的浓度,D ：渗碳体熔点,Q ：室温时碳在-Fe中的溶解度,2 线,液相线（liquidus line）：ABCD,固相线（solidus line）：AHJECF,1）包晶转变(peritectic reaction)：,2）共晶转变(eutectic reaction)：,3）共析反应(eutectoid reaction)：,三个恒温转变（线）：,转变产物：莱氏体(Ld, lede
4、burite) +Fe3C（共晶渗碳体）,发生共晶转变的铁碳合金为铁,转变产物：称为珠光体（P, pearlite） +Fe3C（共析渗碳体）PSK线也称A1线,GS线：也称A3线 奥氏体和铁素体的转变线,PQ线： 碳在铁素体中的固溶度曲线。 铁素体中析出渗碳体，三次渗碳体,MO线：也称A2线 铁素体的磁性转变温度，770。,ES线：也称Acm线 碳在中的固溶度曲线， 中析出渗碳体，称为二次渗碳体,渗碳体的磁性转变温度230 也称A0线,3 区,4.3 铁碳合金的平衡结晶过程及组织1 C=0.77%,L,L+,P,+P,P,室温下的组织：P 珠光体（pearlite） 共析钢 (eutecto
5、id steel),2 C=0.45%,+,L,L+,L+,L+,+P,+P,室温下的组织： 亚共析钢 (hypo-eutectoid steel),P,+P,3 C=1.2%,+Fe3CII,L,L+,+P+Fe3CII,P+Fe3CII,室温下的组织： P + Fe3CII 过共析钢 (hyper-eutectoid steel),P,P+Fe3CII,+ P,4 工业纯铁 C0.0218% 室温下的组织：,+Fe3CII,Ld,L,L+ Ld,Ld,Ld,-Fe中析出Fe3CII， 形成（+Fe3CII+Fe3C）,室温下的组织： Ld , （P+Fe3CII+Fe3C） 变态莱氏体 (
6、Transformed ledeburite ) 共晶白口铸铁 (eutectic white cast iron),4 C=4.3%,Ld,+Fe3CII,P+Fe3CII,P+Fe3CII+Ld,L,L+,L+ Ld,+P +Fe3CII +Ld ( +Ld),+Fe3CII +Ld,5 C=3%,P+Fe3CII +Ld,室温下的组织： P+Fe3CII +Ld 亚共晶白口铸铁(hypo-eutectic white cast iron),Ld,Ld,+Fe3CII,P+Fe3CII,+Fe3CII+Ld,Ld,Ld,+Fe3CII,P+Fe3CII,L,L+Fe3CI,L+ Ld +F
7、e3CI,Fe3CI +Ld ( +Ld),Fe3CI +Ld,6 C=5.5%,Fe3CI +Ld,+Fe3CII+Ld,P+Fe3CII+Ld,Fe3CI+Ld,Fe3CI+Ld,室温下的组织： Fe3CI +Ld 过共晶白口铸铁(hyper-eutectic white cast iron),相组成物,组织组成物,4.4 铁碳合金的成分、组织和性能之间的关系 1 含碳低于2.11%的合金 性能上，随碳含量增加，强度提高，塑性降低。, C=1%时，抗拉强度最大 C 1%时，网状碳化物析出，强度降低,2 含碳为2.11%-6.6%的合金 莱氏体硬、脆，可用于球磨机的磨球 石墨化处理，得到铁和石墨的组织， 软，强度低。,3 对加工性能的影响 可锻性：碳含量过高，可锻性差 锻造温度选在区， 锻造温度：固相线+100-200 流动性 ：液固线温差小，流动性好,
