铁碳合金的基本组织
铁素体
碳溶于a-Fe中的间隙式固溶体称为铁素体，常用F表示。 因为体心立方晶格的a-Fe总的间隙量虽大，但是间隙半 径却很小，所以碳在a-Fe中的溶解度极小，室温下不超 过0.005%，随着温度升高，溶解度略有增加，在727度时 达到最大值，也仅有0.0218%。 铁素体含碳量很低，其性能接近纯铁，是一种塑性、韧 性高和强度、硬度低的组织。
晶格的分类
体心立方晶格 体心立方晶格晶胞的3个棱边长度相等，3个轴间夹角均为90度，
构成立方体。晶胞的8个角上各有一个原子，ห้องสมุดไป่ตู้立方体的中心还有 一个原子。
面心立方晶格 面心立方晶格晶胞的8个角上各有一个原子，构成立方体。在立方
体的6个面的中心各有一个原子。
密排六方晶格 密排六方晶格晶胞在晶胞的12个顶角上各有1个原子，构成六方柱
最大0.0218% 最大2.11%
渗碳体Fe3C Fe与C的金属化合物
硬而脆
最大6.69%
钢在加热和冷却时临界温度的定义
AC1 – 加热时，珠光体向奥氏体转变的开始温度。 Ar1 – 冷却时，奥氏体向珠光体转变的开始温度。 AC3 – 加热时，先共析铁素体全部转变为奥氏体的终止温度。 Ar3 – 冷却时，奥氏体开始析出先共析铁素体的温度。 Accm – 加热时，二次渗碳体全部融入奥氏体的终止温度。 Arcm – 冷却时，奥氏体开始析出二次渗碳体的温度。
铁碳合金的基本组织
奥氏体
碳溶于r-Fe中的间隙式固溶体称为奥氏体，常用A表示。 因为面心立方晶格的r-Fe总的间隙量虽比a-Fe的小，但 空隙半径比较大，所以能溶解较多的碳。碳在r-Fe中的 溶解度随温度升高而增加，在727度时为0.77%，在1148 度时达到最大值2.11%。 奥氏体塑性很好，强度和硬度也比铁素体高。
体，上、下底面的中心也各有一个原子，晶胞内有6个原子。
Fe-C相图
Fe-C相图
特性点
温度（℃）
含碳量（%）
特性点的含义
相
A
1538
0
纯铁的熔点
图
B
1495
中
C
D
特 E
性
F
1148 1227 1148 1148
点
G
912
0.53
包晶转变的液相成分
4.30
共晶点
6.69
渗碳体熔点
2.11
碳在奥氏体中最大溶解度
5 ES线，又称Acm线，是碳在奥氏体中溶解度曲线，即：L→Fe3CII
6 GS线，又称A3线。 7 GP线，是奥氏体向铁素体转变的终止线。
8 PSK线，共析线，又称A1线。
9 PQ线，碳在铁素体中的溶解度曲线。
相图的相区
1.单相区，简化的Fe-Fe3C相图中有F、A、L和Fe3C四个单相区。
2.两相区，简化的Fe-Fe3C相图中有L+A、L+Fe3C、A+F、A+FeC 和F+Fe3C五个两相区。
Q
600
0.008
碳在铁素体中溶解度
相图主要特性线
序号
线名及含义
1 AC线，液体向奥氏体转变的开始线，即：L→A
2 CD线，液体向渗碳体转变的开始线，即：L→Fe3CI ACD线统称为液相线，在此线以上合金全部处于液相状态，用符号L表示。
3 AE线，液体向奥氏体转变的终止线。
4 ECF线，水平线、共晶线。 AECF线统称为固相线，液体合金冷却至此线，全部结晶为固体，此线下为固相区
金相检验的基础
金属和合金在固态下，通常都是晶体。
什么是晶体 ？
晶体就是原子在三维空间中有规 则作周期重复排列的物质，就是 说，在金属和合金中，原子的排 列都是有规则的，而不是杂乱无 章的。
金相检验的基础
晶体通常具有如下的特征： 1.均匀性； 2.各向异性； 3.能自发地组成多面体外形； 4.具有确定的熔点； 5.晶体的理想外形和内部结构都具有特定的对称性； 6.对X射线产生衍射效应。
每个两相区都与相应的两个单相区有相邻两条三相共存线，即： 共晶线：ECF、L、A和Fe3C三相共存。 共析线：PSK、A、F和Fe3C三相共存。
铁碳合金的基本相
基本相
定义
力学性能
容碳量
铁素体F 奥氏体A
碳在a-Fe中的间隙固溶体 强度、硬度低，塑性、 韧性好
碳在r-Fe中的间隙固溶体 硬度低、塑性好
6.69
共晶渗碳体成分点
0
a-Fe← →r-Fe同素异构转变点
符
H
1495
0.09
碳在a-Fe中最大溶解度
号
J
及
K
N
含
P
义
S
1495 727 1394 722 727
0.17 6.69
0 0.00218
0.77
包晶成分点 共析渗碳体成分点 r-Fe ← →σ-Fe同素异构转变点 碳在铁素体中最大溶解度 共析点
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金相检验基础知识培训
主讲：XXXX 2010-11-02
目录
课程大纲
1
金相基础知识
2 金相检验设备简述
3
金相试样的制备
4
常用钢号的分类
1
金相基础知识
金相分析的含义
金相分析—是运用放大镜和显微镜，根据对金属材料的宏观 及微观组织进行观察研究的方法，生产实际中常常称为金相 检验。宏观组织是用10倍以下的放大镜或者人眼睛直接观察 到的金属材料内部所具有的各组成物的直观形貌，微观组织 主要是指在光学显微镜下所观察到得金属材料内部具有的各 组成物的直观形貌。
铁碳合金的基本组织
渗碳体
渗碳体是铁与碳的化合物，常用Fe3C表示。 渗碳体的含碳量为6.69%，熔点约为1227度，晶体结构复杂，
硬度很高，脆性极大，几乎没有塑性。 一般来说，在铁碳合金中，渗碳体越多，合金就越硬，越脆。
铁碳合金的基本组织
珠光体
铁素体和渗碳体组成的机械混合物叫做珠光体，常用P表示。 珠光体的平均含碳量为0.77%。其性能介于铁素体和渗碳体 之间。 一般情况下，珠光体中铁素体和渗碳体呈片状交替分布， 称为片状珠光体。通过热处理可以使渗碳体呈颗粒状分布 在铁素体基体上，叫做球状珠光体或粒状珠光体。
通常把加热时的临界温度加注下标“C”，冷却时的临界温度加注下标为 “r”
铁碳合金的七种类型
1.工业纯铁：w（C）﹤0.0218% 2.共析钢： w（C）=0.77% 3.亚共析钢： w（C）=0.021%～0.77% 4.过共析钢： w（C）=0.77%～2.11% 5.共晶白口铁： w（C）=4.30% 6.亚共晶白口铁： w（C）=2.11%～4.30% 7.过共晶白口铁： w（C）=4.30%～6.69%