F
Ld A+ S Ld+ Fe3CⅠ A+F K Fe3CⅡ A+ Fe3CⅡ+Ld F P 727 P F+ Fe3C Ld P+ Q P+F Fe3CⅡ P+ Fe3CⅡ+L′d L′d+ Fe3CⅠ Fe3C Fe F+ Fe C C%
3 Ⅲ
PSK线-共析线。奥氏体冷却到共析温度（727℃）时，将发生共 析转变生成珠光体。
1.工业纯铁： • wC ≤ 0.0218 %，室温组织为铁素体。 2.钢 • 0.0218 % ＜ wC ≤ 2.11 %，高温固态组织为塑性很好 的奥氏体，适于热压成形。
Fe3C——渗碳体 具有复杂晶格的间隙化合物，C%=6.69%
第四章 铁碳合金相图
一、上半部分图形
912˚C 以上的部分，由液态变
为固态的第一次结晶。 组元：γ-Fe与Fe3C 1、图中各点分析 A点：纯铁的熔点 D点：渗碳体的熔点 E点：在1148˚C 时碳在
γ-Fe中最大溶解度（2.11%）
A G F A+F P
H J
L+ B L+A
L D C
E A+ Fe3C
A+ S Fe3CⅡ A+ Fe3CⅡ+Ld P Ld
L+ Fe3C
F
Ld+ Fe3CⅠ Ld L′d+ Fe3CⅠ
K
Q P+F
Fe
P+ Fe3CⅡ P+ Fe3CⅡ+L′d
F+ Fe3C
F+ Fe3CⅢ
C%
Fe3C
三、 Fe-Fe3C相图中各点、线含义的小结
• AC-液相线，液体合金开始结晶出A； • CD-液相线，液体合金开始结晶出Fe3C； • AE-固相线，奥氏体结晶终了线； • ECF-共晶线、固相线，将发生共晶转变生产莱氏体Ld。 • GS-冷却时由奥氏体转变成铁素体的开始线。
A L+ B L+A C
温N A+ 度
A
G F A+F P
一次渗碳体（Fe3CⅠ）——自液态合金中直接析出的渗碳体。 二次渗碳体（Fe3CⅡ）——自奥氏体中析出的渗碳体。
三、 Fe-Fe3C相图中各点、线含义的小结
• A-纯铁的熔点； • C-共晶点，发生共晶反应：LC→（AE+Fe3C） ； • D-渗碳体的熔点； • E-1148℃时碳在γ-Fe中的最大溶解度（wC=2.11%）； • F- 1148℃， wC=6.69%渗碳体；
一次渗碳体 （ Fe3CⅠ ）——自液态合金中直接析出的渗碳体。
二次渗碳体（ Fe3CⅡ）——自奥氏体中析出的渗碳体。
A
温N A+ 度
A G E
H J
L+ B
L
D L+A
C
A+ Fe3C
L+ Fe3C
F
Le A+ S Le+ Fe3CⅠ A+F K Fe3CⅡ A+ Fe3CⅡ+Le F P F+ Fe3C P Le’ P+ Le’+ Fe3CⅠ Q P+F Fe3CⅡ P+ Fe3CⅡ+Le’ Fe3C Fe F+ Fe C C%
A L+ B L+A C
温N A+ 度
A
G F A+F P
H J
L
D L+ Fe3C F
A+ Fe3C Ld A+ S A+ Fe3CⅡ+Ld Ld+ Fe3CⅠ Fe3CⅡ P F+ Fe3C
E
K
Ld P+ Q P+F Fe3CⅡ P+ Fe3CⅡ+L′d L′d+ Fe3CⅠ Fe3C Fe F+ Fe3CⅢ C%
韧性。显微组织与纯铁相同，
呈明亮的多边形晶粒组织。 在770℃以下具有铁磁性， 在 770℃以上失去磁性。
二、奥氏体
奥氏体：碳溶于γ-Fe中的间隙固溶体，以符号A表示。
γ-Fe面心立方晶格特点：致密度高于体心立方晶格的α-Fe， 晶格间隙的直径比α-Fe大，溶碳能力也较大。在1148˚C时 溶碳量最大2.11%，随着温度下降，溶碳量逐渐减少，在 727˚C时溶碳量为0.77%。 奥氏体的特点：硬度较低、塑性较高，易于锻压成形。 存在于727˚C以上的高温范围内， 其显微组织的晶粒呈多边形，
渗碳体显微组织：渗碳体在
钢和铸铁中与其他相（Mn、
Cr）共存时呈片状、球状、
网状或板状。
第二节 铁-渗碳体相图分析
• 由于纯铁具有同素异晶性，并且α-Fe 与γ-Fe的溶碳能力又
各不相同，所以Fe - Fe3C相图比较复杂 • 基本相： L——液相 α-Fe ——铁素体F（C固溶到 α-Fe中的间隙式固溶体） γ-Fe——奥氏体A （C固溶到γ-Fe中的间隙式固溶体） δ-Fe——高温铁素体（C固溶到δ–Fe中的间隙式固溶体）
3 Ⅲ
1.图中各点的分析
G点：α-Fe与γ-Fe同素异晶转变温度；
P点：727℃时碳在α-Fe中最大溶解度（wC=0.0218%） 。
A
温N A+ 度
A G E
H J
L+ B
L D L+A C A+ Fe3C L+ Fe3C F
Le A+ S Le+ Fe3CⅠ A+F K Fe3CⅡ A+ Fe3CⅡ+Le F P F+ Fe3C P Le’ P+ Le’+ Fe3CⅠ Q P+F Fe3CⅡ P+ Fe3CⅡ+Le’ Fe3C Fe F+ Fe C C%
E点是钢与生铁的分界点 钢：铁碳合金中碳含量<2.11% 生铁：铁碳合金中碳含量>2.11%
C点：共晶点，1148 ℃， C点液态合金将发生共晶 反应：
LC→AE+Fe3C） 。
液相在恒温下，同时结 晶出奥氏体和渗碳体所组 成的细密的混合物（共晶 体）。wC=4.3%
共晶体（AE+Fe3C） 称
为莱氏体，用符合Ld表示。
• PSK-共析线。将发生共析转变生成珠光体。
• ES-碳在奥氏体中固溶线。从1148℃到727℃，奥氏体中溶 碳量从wC=2.11%减小到wC=0.77%。
• PQ-碳在铁素体中固溶线。从727℃到室温，铁素体中溶碳 量从wC=0.0218%减小到wC=0%。
A
温N A+ 度
A G F
H J
3 Ⅲ
• PQ-碳在铁素体中固溶线，碳在铁素体中的最大溶解度是P点， 随着温度降低，溶解度逐渐减小。室温时，铁素体中溶碳量几 乎为零。从727℃到室温，铁素体中溶碳量从wC=0.0218%减 小到wC=0.0008%。
Fe-Fe3C相图各区域的组织图
727
三次渗碳体（Fe3CⅢ）——由727℃冷却到室温的过程中，过剩的碳将以 渗碳体形式从铁素体中析出，称为三次渗碳体。
在1148℃至 727℃间的莱氏体，是由奥氏体与渗碳体组成的 混合物，称为莱氏体，用符号Ld表示。
第四章 铁碳合金相图
A
温N A+ 度
A G
H J
L+ B L+A
L D 1148 C A+ Fe3C
E
L+ Fe3C
F
Ld A+ S Ld+ Fe3CⅠ A+F K Fe3CⅡ A+ Fe3CⅡ+Ld F P 727 P F+ Fe3C Ld P+ Q P+F Fe3CⅡ P+ Fe3CⅡ+Ld’ Ld’+ Fe3CⅠ Fe3C Fe F+ Fe C C%
3 Ⅲ
在727℃以下的莱氏体，是由珠光体与渗碳体组成的混合物， 称为变态莱氏体，用符号L′d表示。
A
温N A+ 度
A G E
H J
L+ B
L D L+A C A+ Fe3C L+ Fe3C F
Le A+ S Le+ Fe3CⅠ A+F K Fe3CⅡ A+ Fe3CⅡ+Le F P F+ Fe3C P Le’ P+ Le’+ Fe3CⅠ Q P+F Fe3CⅡ P+ Fe3CⅡ+Le’ Fe3C Fe F+ Fe C C%
H J
L
D L+ Fe3C F
A+ Fe3C Ld A+ S A+ Fe3CⅡ+Ld Ld+ Fe3CⅠ Fe3CⅡ P F+ Fe3C
E
K
Ld P+ Q P+F Fe3CⅡ P+ Fe3CⅡ+L′d L′d+ Fe3CⅠ Fe3C Fe F+ Fe3CⅢ C%
• GP-冷却时奥氏体转变成终了线。
第一节 铁碳合金的基本相
Fe-Fe3C相图的两个基本组元：Fe、Fe3C
Fe-C合金基本相：铁素体(F)(固溶体）、奥氏体
(A) (固溶体） 、渗碳体（Fe3C)(金属化合物）
固溶体与金属化合物的形成：由于铁与碳之间相 互作用不同，铁碳合金固态下的相结构形成固溶体和 金属化合物两类。
一、铁素体（F） ：
3 Ⅲ
2.图中各线的分析 • GS线：冷却时，由奥氏体转变成铁素体的开始线。或加热时铁 素体转变成奥氏体的终了线； • GP线：冷却时，奥氏体转变成铁素体的终了线，或加热时铁素 体转变成奥氏体的开始线。