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铁素体的显微组织
铁素体的显微组织与纯铁相同，用4%硝 酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下呈现明 亮的多边形等轴晶粒。
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奥氏体的组织
奥氏体的组织与铁素体相似，但晶界较为 平直，且常有孪晶存在。
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（3）Fe3C(渗碳体） cementite
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（1）纯铁pure iron（多型性）
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➢ 纯铁熔点1538℃，温度变化 时会发生同素异构转变。
➢ 在912℃以下为体心立方 ， 称α铁(α-Fe)；
➢ 低温的铁具有铁磁性，在 770℃ 以 上 铁 磁 性 趋 于 消 失 。
➢ 912℃—1394℃ 之 间 为 面 心 立方，称为γ铁(γ-Fe)；
称为铸铁 ➢含碳量小于0.0218％的铁碳合金则称为工
业纯铁
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根据组织特征可将铁碳合金分为以下七种
①工业纯铁(<0.0218％C)； ②共析钢，0.77％C； ③亚共析钢(0.0218％—0.77％C)； ④过共析钢(0.77％-2.11％C)； ⑤共晶铸铁(4.30%C)； ⑥亚共晶铸铁(2.11%-4.30％C)； ⑦过共晶铸铁(4.30％—6.69％C)。
G 912
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α与γ同素异构转变点(A3)
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2、 Fe-Fe3C相图分析
特征点
符号 H J K N P S Q
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温度/℃ 1495 1495 727 1394 727 727 室温
含碳量/% 含义
0.09 碳在δ-Fe中的最大溶解度
0.17 包晶点
6.69 Fe3C的成分
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Fe-Fe3C相图中四条重要的固态转变线
➢（1）GS线——奥 氏体中开始析出铁 素体或铁素体全部 转变为奥氏体的转 变线，常称此温度 为A3温度。
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Fe-Fe3C相图中四条重要的固态转变线
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➢ （2）ES线：碳在奥氏 体中的固溶度线
➢ 此温度常称为Acm温度 ➢ 低于此温度，奥氏体中
➢ 在1394℃-1538℃(熔点)之间 为体心立方，被称为δ铁(δFe)。
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纯铁的同素异构转变
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912 C
-Fe，fcc
-Fe，bcc
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图 纯铁的同素异构转变
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铁的同素异构转变
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纯铁的性能特点
➢塑性好 ➢韧性好 ➢磁导率高（仪器仪表的铁芯） ➢强度硬度低： ✓屈服强度：100-170MPa ✓抗拉强度：180-270MPa ✓硬度HBS：50-80
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硬度测量
布氏硬度计
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洛氏硬度计
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（2）铁的固溶体
碳溶解于α铁或δ铁中形成的固溶体为铁 素体ferrite ，用α或δ表示(或用F表示)。
碳在铁素体中的最大溶解度为0.0218％
碳溶解于γ铁中形成的固溶体称为奥氏体 austenite ，用γ表示(或用A表示)。
碳在奥氏体中的最大溶解度为2.11％
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γ与δ同素异构转变点(A4)
0.0218 碳在α-Fe中的最大溶解度
0.77 共析点
0.0008 室温下碳在α-Fe中的溶解度
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2、 Fe-Fe3C相图分析 特征线
ABCD为液相线
AHJECF为固相线
整个相图主要由包晶、共晶、共析三个 恒温转变所组成
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特征线
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Fe-Fe3C相图中四条重要的固态转变线
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➢ （ 4 ） PQ 线 ： 碳 在 铁 素 体(α)中的固溶度线(共析 温度以下)
➢ 在727℃时，铁素体含碳 量为0.0218％，在600℃ 时仅为0.008％，因此温 度下降时铁素体中将析 出渗碳体，称为三次渗 碳体记作Fe3CIII。
➢铁碳相图常表示为Fe- Fe3C和Fe—石墨 双重相图
➢Fe-Fe3C（6.69%C）相图 （用实线表示）
➢Fe-C（石墨100%C）相图 （用虚线表示）
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铁碳合金中的组元及相
组元：纯铁和碳
相：碳在铁中形成的固溶体铁素体ferrite （F）、奥氏体austenite （A）、高温铁素体 （δ）和铁与碳形成的间隙化合物渗碳体 cementite （Fe3C）
➢ 图中(770℃)线表示铁素 体的磁性转变温度(居里 温度)，常称A2温度。
➢ 230℃水平虚线表示渗碳 体的磁性转变温度
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3、 典型铁碳合金的平衡凝固
➢钢和铸铁的区分 ➢通常按有无共晶转变来区分钢和铸铁 ➢含碳量在0.0218％—2.11％的铁碳合金无
共晶转变，有共析转变，称为钢。 ➢含碳量大于2.11％的铁碳合金有共晶反应，
➢ Fe3C属正交晶系，复杂的斜方结 构，无同素异构转变。
➢ 硬度很高，塑性几乎为零，是脆 硬相。可刻划玻璃
➢ 在钢和铸铁中呈片状、球状、网 状、板状
➢ 是碳钢中主要的强化相 ➢ 它的量、形状、分布对钢的性能
影响很大
Fe3C 3Fe C(石墨)
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Fe3C(渗碳体)的组织
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2、 Fe-Fe3C相图分析
特征点14个
符号 温度/℃ 含碳量/% 含义
A 1538
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纯分
C 1148
4. 3 共晶点
D 1227 E 1148
6.69 Fe3C的熔点 2.11 碳在 γ-Fe中的最大溶解度
F 1148
6.69 Fe3C的成分
铁碳相图和铁碳合金
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一、 铁碳相图 Fe-C diagram
➢钢与铸铁（金属材料） ➢钢与铸铁的基本组成是铁和碳两种元素 ➢铁与碳可以形成Fe3C、Fe2C、FeC等多种稳
定化合物 ➢铁碳相图：1868年发现（俄国冶金学家）
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一、 铁碳相图
➢铁碳合金中的碳可以有两种方式存在即 渗碳体(Fe3C)和石墨
将析出渗碳体，称为二 次渗碳体记作Fe3CII以 区别液相中经CD线析 出的一次渗碳体Fe3CI。
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Fe-Fe3C相图中四条重要的固态转变线
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➢（3）GP线：碳在 铁 素 体 (α) 中 的 固 溶度线
➢ 在 α+γ 两 相 区 ， 温 度变化时，铁素体 中的含碳量沿这条 线变化。