（二）相图中的主要相变线
主要特性线
主要线 ABCD AHJECF HJB ECF PSK ES PQ GS GP
温 度（℃） 1538~1227 1538~1148 1495 1148 727 1148~727 727~600 912~727 912~727
含 义
液相线 固相线 包晶转变线 共晶线 共析线 A1 C在γ-Fe中的溶解度线 Acm C在α-Fe中的溶解度线 A向F转变的开始线 A3 A向F转变的终了线
第四章 铁碳合金相图
第一节 第二节 第三节 第四节 关系 铁碳合金的基本相 铁-碳合金相图分析 典型铁碳合金的结晶过程及其组织 铁碳合金的成分、组织、性能间的
在铁碳合金中，铁和碳 可以形成一系列的化合物， 如Fe3C 、Fe2C 、FeC 等。
图4-1 Fe－ C相图的组成
图4-2 Fe－Fe3C碳合金中的相（相组成物） 1、石墨
石墨（G） Fe-C合金中游离存在的碳 石墨的强度、塑性、硬度都很低
四、铁碳合金中的相（相组成物） 2、液相
液相（L） 液态的铁碳合金
铸 铁 浇 注 照 片
四、铁碳合金中的基本组织 （组织组成物）
3、珠光体（P）
共析转变：恒温下，一种固相同时析出两种不同 成分固相的机械混合物（共析体）。 A0.77 (F+Fe3C) ≡ P 珠光体的力学性能介于F和 Fe3C之间，强度较高，硬 度适中，有一定的塑性。
室温下：相组成物F、Fe3C； 组织组成物 P
QF
6.69 0.77 88.8% 6.69 0.0218
二、合金Ⅱ（亚共析钢）
结晶过程 亚共析结晶过程
0.77 Wc QF 0.77 0
Wc 0 QP 0.77 0
1点以上 L； 2点 包晶转变δ0.09+ L0.53 5点 共析转变A0.77 5~6点
P的金相显微镜组织 727℃
四、铁碳合金中的基本组织 （组织组成物)
4、高温莱氏体（Ld） L4.3
1148℃
(A+Fe3C) ≡ Ld
共晶转变 高温莱氏体是存在于727℃以上的一种基 本组织，硬度很高，塑性很差。
四、铁碳合金中的基本组织 （组织组成物）
3、低温莱氏体（Ld’） 在727℃以下高温莱氏体中的奥氏体又发 生共析转变成珠光体，这时的莱氏体就变成 由P和Fe3C组成，成为低温莱氏体。 低温莱氏体是室温下的一个基本组织
四、铁碳合金中的基本组织
（相组成和组织组成物总结） 相组成:
L、A、F、 Fe3C、G；
组织组成: F、A、 Fe3CI 、 Fe3CII 、 Fe3CIII、 P、 Ld、 Ld’
第二节 铁-碳合金相图分析
简化后的Fe－Fe3C相图
Fe－Fe3C相图中特性点、线的含义
（一）相图中的主要点
点 A B C D E F G H J K N P S Q 温度 1538 1495 1148 1227 1148 1148 912 1495 1495 727 1394 727 727 室温 碳量 0 0.53 4.3 6.69 2.11 6.69 0 0.09 0.17 6.69 0 0.0218 0.77 0.0008 主要特性点 含 义 纯铁熔点 包晶转变时的液相成分 共晶点 LC --------- (AE+Fe3C) ≡ Ld Fe3C熔点 C在γ-Fe中的最大溶解度 共晶Fe3C成分点 γ-Fe-----α-Fe同素异构转变点 C在δ-Fe中的最大溶解度 包晶成分点 LB+δH -------- AJ 共析Fe3C成分点 δ-Fe-----γ-Fe同素异构转变点 C在α-Fe中的最大溶解度 共析点 AS --------- (FP+Fe3C) ≡ P
第一节 铁碳合金的基本相
同素异晶转变——是指金属在结晶成固态以
后继续冷却的过程中晶格类型随温度下降而 发生变化的现象，也称同素异构转变。
Fe的冷却曲线及相应的晶体结构
L-Fe 液相
1538℃
δ-Fe 体心
1394℃
γ-Fe 面心
912℃ α-Fe 体心
同素异构转变（重结晶）的特点
1）在固态下进行； 2）同素异构体的晶核优先在原来晶粒的晶 界处形成； 3）同素异构转变有较大的过冷度； 4）同素异构转变往往要产生较大的内应力 ☆注意重结晶与再结晶的区别
第三节 典型铁碳合金的结晶过程及其组织
一、合金Ⅰ（共析钢）
结晶过程
共析结晶过程
1点以上 L； 1~2点 L+A； 2~3点 A； 3点 共析转变AS
727℃
(FP+Fe3C) ≡ P
QFe3 C
（片层状分布）共析铁素体 共析渗碳体 珠光体团
3~4点 F+ Fe3CIII+ Fe3C ≡ P
0.77 0.0218 11.2% 6.69 0.0218
奥氏体的晶胞示意图
奥氏体的显微组织
三、渗碳体
渗碳体（Fe3C）



铁与碳形成的间隙化合物，含碳 量6.69%； 室温相——常作为钢的第二弥散 强化相； 渗碳体具有高硬度、高脆性、低 强度和低塑性； 一次渗碳体 Fe3CI：从液相直接 结晶出来。 二次渗碳体 Fe3CII：从 A 中析出。 三次渗碳体Fe3CIII：从F中析出。
（四）Fe-Fe3C相图中铁碳合金的分类
1、工业纯铁 Wc≤0.02% 2、碳素钢 0.02%＜ Wc≤2.11% 1）共析钢 Wc=0.07% 2）亚共析钢 0.02%＜ Wc＜0.77% 3）过共析钢 0.77%＜ Wc≤2.11% 3、白口铸铁 2.11% ＜ Wc ＜6.69% 1）共晶白口铸铁 Wc=4.3% 2）亚共晶白口铸铁 2.11%＜ Wc＜4.3% 3）过共晶白口铸铁4.3%＜ Wc ＜6.69%
一、铁素体
铁素体（F）
碳原子固溶到α-Fe中形成的间隙固溶体 特点：铁素体强度、硬度不高、塑性、韧性很好
铁素体的晶胞示意图
铁素体的显微组织
二、奥氏体
奥氏体（A或γ） 1）碳原子固溶到γ-Fe中形成的间隙固溶体； 2）高温相，存在于727℃以上，一般不存在 于室温； 3）奥氏体强度不高，塑性很好。 4）1148℃时溶碳量最大（wc=2.11%) 5)727 ℃时溶碳量最小（wc=0.77%)