5.2 铁碳合金相图分析
一、概述
所谓一次、二次、三次渗碳体仅在于渗碳体来源 和分布有所不同，没有本质区别，其含碳量，晶体 结构和本身的性质均相同。
相图中AHN线和GPQ线的左方分别为δ和α的铁素 体区域；NJESG包围的范畴为奥氏体区域。
5.2 铁碳合金相图分析
一、概述
铁碳合金相图上的各种合金，通常可按其含碳量 和组织的不同，分成下列三类：
合物，
称此共晶混合物为莱氏体，用字母Ld表示； 冷至室温时成为变态莱氏体，用L′d表示。 此反应发生于所有含碳量 > 2.06％ < 6.67％的 铁碳合金范围内。
5.2 铁碳合金相图分析
一、概述
相图中各主要点的涵义：
相图上的三条平行线(HJB、ECF、PCK)是指三个恒温 反应：
(3)在723℃(PSK水平线)发生共析反应，其反应式为
1147℃，此时可溶解2.06％C，而在723℃时只能溶解 0．80％C。故凡含碳量大于0.80％的铁碳合金自 1147℃冷至723℃时，均会从奥氏体中沿晶界析出渗碳 体，称此渗碳体为二次渗碳体(Fe3CⅡ)，以区别于从液 体中直接结晶的一次渗碳体(Fe3CⅠ)。
5.2 铁碳合金相图分析
一、概述
此外，值得注意的是ES和PQ线：
(二)亚共析钢(0.02～0.80％C)的结晶过程分析
合金②冷凝后得到A组织，继续冷至GS线(3点温度)时，便会发生A F的转变，同时引起母相A中碳浓度的变化。由于合金继续冷却过程中，A 的含碳量沿GS线逐渐增浓而趋近于S点，即合金冷至723℃时，A的含碳量 增为0.80％，故当合金冷至稍低于723℃时，其组织中剩余的A，便会按 共析反应而转变成为珠光体，最终的显微组织应为F+P。
二、钢和白口铁结晶过程分析
(二)亚共析钢(0.02～0.80％C)的结晶过程分析
含碳量在0.10～0.50％范围内的亚共析钢，在冷凝至 1493℃时均发生 包晶反应，反应结果形成
奥氏体(A)；而含碳量大 于0.50％者，在冷凝时， 则不发生包晶反应，而是
直接从L中结晶出A。
5.2 铁碳合金相图分析
二、钢和白口铁结晶过程分析
(二)亚共析钢(0.02～0.80％C)的结晶过程分析
含碳量在0.10～0.50％范围内的亚共析钢，在冷凝至 1493℃时均发生包晶反应，反应结果形成奥氏体(A)；而含碳 量大于0.50％者，在冷凝时，则不发生包晶反应，而是直接 从L中结晶出A。
5.2 铁碳合金相图分析
二、钢和白口铁结晶过程分析
(1)工业纯铁( C<0.02％)； (2)钢(0.02～2.06％C)：亚共析钢( C<O.80％)、
共析钢(C = O.80％)、 过共析钢(C>0.80％)； (3)白口铁(2.06～6.67％C)：亚共晶白口铁 (C<4.3％)、晶白口铁(C = 4.3％)、过共晶白口铁 ( C>4.3％)。
As
FP + Fe3C 。
共析反应的结果形成了铁素体与渗碳体的共析混
合物，称此共析混合物为珠光体(P)。
所有含碳量超过0.02％的铁碳合金中，即实际在 工程上常用的铁碳合金中均发生珠光体(共析体)转变。
5.2 铁碳合金相图分析
一、概述
此外，值得注意的是ES和PQ线：
(1)ES线——碳在奥氏体中的固溶线。 从该线看出，碳在奥氏体中的最大溶解度是在
(一)共析钢(0.80％C)的结晶过程分析
共析钢的结晶过程示意图：
5.2 铁碳合金相图分析
二、钢和白口铁结晶过程分析
(一)共析钢(0.80％C)的结晶过程分析
共析钢的显微组织(珠光体) ：
5.2 铁碳合金相图分析
二、钢和白口铁结晶过程分析
(二)亚共析钢(0.02～0.80％C)的结晶过程分析
5.2 铁碳合金相图分析
5.2 铁碳合金相图分析
一、概述
5.2 铁碳合金相图分析
一、概述
相图中各主要点的涵义：
ABCD为液相线，而AHJECF则为固相线。
相图上的三条平行线(HJB、ECF、PCK)是指三个恒 温反应：
(1) 在1493℃(HJB水平线)发生包晶反应，其反应 式为
LB + δH
பைடு நூலகம்
AJ
包晶反应的结果形成了奥氏体。
(一)共析钢(0.80％C)的结晶过程分析
图中合金①为共析钢，该合金在1点以上的温度为液相(L)， 缓冷至稍低
于1点的温度开始从L中结晶出奥氏 体(A)。
缓冷至2点温度以下，L全部 冷凝为A。 继续缓冷至3点温度(723℃) 时 ，A按共析反应转变成 珠光体。
5.2 铁碳合金相图分析
二、钢和白口铁结晶过程分析
5.2 铁碳合金相图分析
一、概述
下面列举6个典型的铁碳合金来讨论其结晶过程。钢和白口 铁的结晶过程虽然比较复杂，但其分析方法则与前述的相同， 并无新颖之处。所选择的各合金的成分如图5-10所示。
5.2 铁碳合金相图分析
二、钢和白口铁结晶过程分析
5.2 铁碳合金相图分析
二、钢和白口铁结晶过程分析
此反应仅可能在含碳量为O.10～0.50％的铁碳 合金中发生。
5.2 铁碳合金相图分析
一、概述
相图中各主要点的涵义：
相图上的三条平行线(HJB、ECF、PCK)是指三个恒温 反应：
(2)在1147℃(ECF水平线)发生共晶反应，其反应式为
Lc
FP + Fe3C。
共晶反应的结果形成了奥氏体与渗碳体的共晶混
5.2 铁碳合金相图分析
二、钢和白口铁结晶过程分析
(二)亚共析钢(0.02～0.80％C)的结晶过程分析
必须指出，所有亚共析钢在缓冷后，最终的显微组织都是 F+P。各种亚 共析钢组织的主要差别，在 于其中的F与P的相对量和F的 分布情况不同。凡含碳量距 S点愈近的亚共析钢，其组 织中含P量愈多而F量则愈 少。含碳量大于0.50％的亚 共析钢组织，其中F趋向于 沿P边界呈网状分布。
铁碳合金 Iron-carbon Alloy
铁碳合金相图分析
5.2 铁碳合金相图分析
一、概述
铁碳合金相图是研究铁碳合金的基础。由 于含碳量高于6.67％的铁碳合金脆性极大， 没有使用价值，因而对铁碳合金相图只研究 Fe-Fe3C部分。图5-9所示为Fe-Fe3C相图。
相图中各主要点的涵义、温度及含碳量见 表5-3所示。
(2)PQ线——碳在铁素体中的固溶线。 从该线看出，碳在铁素体中的最大溶解度是在
723℃，
此时可溶解O.02％C， 而在室温平衡状态下， 仅可 溶解0.0008％C，故一般铁碳合金凡是从723℃缓冷 至室温时，均可能从铁素体中沿晶界析出渗碳体， 称此渗碳体为三次渗碳体(Fe3CⅢ)。因其数量极少， 故一般在讨论中经常予以忽略。