1、123456789101112131415n鐵碳合金鐵碳合金碳鋼碳鋼和和鑄鐵鑄鐵，是工業(yè)應(yīng)用最廣的合金。，是工業(yè)應(yīng)用最廣的合金。n含碳量為含碳量為0.0218% 2.11%的稱的稱鋼鋼n含碳量為含碳量為 2.11% 6.69%的稱的稱鑄鐵鑄鐵。n鐵和碳可形成一系列穩(wěn)定化合物：鐵和碳可形成一系列穩(wěn)定化合物： Fe3C、 Fe2C、 FeC，都可作為純，都可作為純組元看待。組元看待。n含碳量大于含碳量大于Fe3C成分（成分（6.69%）時，合金太脆，已無實用價值。）時，合金太脆，已無實用價值。16一、鐵碳合金的基本組織一、鐵碳合金的基本組織是體心立方間隙固溶體。鐵素體的溶碳能力很低是體心立方間隙固

2、溶體。鐵素體的溶碳能力很低,在在727時最時最大為大為0.0218%，室溫下僅為，室溫下僅為0.0008%。鐵素體的組織為多邊形晶粒，鐵素體的組織為多邊形晶粒，性能與純鐵相似。性能與純鐵相似。鐵素體鐵素體l 組元：組元：Fe、 Fe3Cl 相相l(xiāng) 鐵素體：鐵素體：l碳在碳在 -Fe中的固溶體稱中的固溶體稱鐵素體鐵素體, 用用F 或或 表示。表示。17 鐵素體組織金相圖鐵素體組織金相圖18 奧氏體奧氏體:碳在碳在 -Fe中的固溶體稱中的固溶體稱奧氏體奧氏體。用。用A或或 表示。表示。是面心立方晶格的間隙固溶體。溶碳能力比鐵素體大，是面心立方晶格的間隙固溶體。溶碳能力比鐵素體大，1148時最大為時

3、最大為2.11%。727 時為時為0.77%l組織為不規(guī)則多面體晶粒，組織為不規(guī)則多面體晶粒，晶界較直。晶界較直。強度低、塑性強度低、塑性好好，鋼材熱加工都在鋼材熱加工都在 區(qū)進區(qū)進行行.l碳鋼室溫組織中無奧氏體。碳鋼室溫組織中無奧氏體。奧氏體奧氏體19 奧氏體組織金相圖奧氏體組織金相圖20 滲碳體：滲碳體：即即Fe3C, 含碳含碳6.69%, 用用Fe3C或或Cm表示。表示。Fe3C硬度高、強度低硬度高、強度低( b 35MPa), 脆性大脆性大, 塑性幾乎為零塑性幾乎為零lFe3C是一個亞穩(wěn)相，在一定條是一個亞穩(wěn)相，在一定條件下可發(fā)生分解：件下可發(fā)生分解：Fe3C3Fe+C(石墨石墨),

4、該反應(yīng)對該反應(yīng)對鑄鐵有重要意義。鑄鐵有重要意義。l由于碳在由于碳在 -Fe中的溶解度很小，中的溶解度很小，因而因而常溫下碳在鐵碳合金中主常溫下碳在鐵碳合金中主要以要以Fe3C或或石墨石墨的形式存在。的形式存在。 鑄鐵中的石墨鑄鐵中的石墨鋼中的滲碳體鋼中的滲碳體21滲碳體組織金相圖滲碳體組織金相圖22珠光體：珠光體：鐵素體鐵素體與與Fe3C的機械混合物的機械混合物，用，用P表示。表示。l珠光體的組織特點是兩相珠光體的組織特點是兩相呈片層相間分布呈片層相間分布,性能介于性能介于兩相之間。兩相之間。珠光體珠光體23珠光體珠光體 ( P )24萊氏體：萊氏體： 與與Fe3C的機械混合物的機械混合物高溫

5、萊氏體高溫萊氏體：727 以上，奧氏體與滲碳體，以以上，奧氏體與滲碳體，以Le表示表示低溫萊氏體：低溫萊氏體：727 以下，珠光體與滲碳體，以以下，珠光體與滲碳體，以Le表示表示為蜂窩狀為蜂窩狀, 以以Fe3C為基，性能硬而脆。為基，性能硬而脆。萊氏體萊氏體25萊氏體萊氏體 ( Ld )2627相圖的建立相圖的建立名稱名稱A金屬金屬B金屬金屬熔點熔點高高低低合金合金1100%0%合金合金290%10%合金合金380%20%.合金合金920%80%合金合金1010%90%合金合金110%100%28熱熱 分分 析析 法法29時間時間溫度90 705030AB溫度A溫度溫度30abab : 液相線

6、液相線ab : 固相線固相線LL + SSL : 液相區(qū)液相區(qū)S : 固相區(qū)固相區(qū)L+S:液固共存區(qū)液固共存區(qū)AB溫度31鐵碳合金相圖鐵碳合金相圖是研究是研究鐵碳合金最基本的鐵碳合金最基本的工工具具，是研究碳鋼和鑄是研究碳鋼和鑄鐵的成分、溫度、組鐵的成分、溫度、組織及性能之間關(guān)系的織及性能之間關(guān)系的理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ),是制定熱加是制定熱加工、熱處理、冶煉和工、熱處理、冶煉和鑄造等工藝鑄造等工藝依據(jù)依據(jù).二、鐵碳合金狀態(tài)圖二、鐵碳合金狀態(tài)圖32含碳量大于含碳量大于Fe3C成分（成分（6.69%）時，合金太脆，已）時，合金太脆，已無實用價值。無實用價值。實際所討論的鐵碳合金相圖是實際所討論的鐵碳合金

7、相圖是Fe- Fe3C相圖相圖。FeFe3CFe2C FeCCC%(at%) 33 Fe - Fe3C 相圖相圖FeTFe3C3435五個重要的成份點五個重要的成份點: P、S、E、C、K。四條重要的線四條重要的線: EF、ES、GS、FK。三個重要轉(zhuǎn)變?nèi)齻€重要轉(zhuǎn)變: 包晶轉(zhuǎn)變、共晶轉(zhuǎn)變、共析轉(zhuǎn)變。包晶轉(zhuǎn)變、共晶轉(zhuǎn)變、共析轉(zhuǎn)變。二個重要溫度二個重要溫度: 1148 、727 。36 Fe - Fe3C 相圖相圖ACDEFGSPQ1148727LAL+AL+ Fe3C4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%CFe Fe3C T( A+Fe3C )LdLd+Fe3CA+Ld+Fe3CFA+

8、FA+ Fe3C( F+ Fe3C )PP+F0.77%CP+Fe3CLdLd+Fe3CP+Ld+Fe3CK( P+Fe3C )37 特征點特征點 LJNGAA +Fe3CP +Fe3CL+Fe3CL+AF +A 38 特征線特征線 液相線液相線ACD， 固相線固相線AECF 水平線：水平線：ECF：共晶線：共晶線LC E+Fe3C共晶產(chǎn)物是共晶產(chǎn)物是A與與Fe3C的機械混合物，的機械混合物，稱作稱作萊氏體萊氏體, 用用Le表示。為蜂窩表示。為蜂窩狀狀, 以以Fe3C為基，性能硬而脆。為基，性能硬而脆。萊氏體萊氏體3940（二）鐵碳合金的組織轉(zhuǎn)變（二）鐵碳合金的組織轉(zhuǎn)變工業(yè)純鐵工業(yè)純鐵 ( i

9、ngot iron )共析鋼共析鋼 ( eutectoid steel )亞共析鋼亞共析鋼 ( hypoeutectoid steel )過共析鋼過共析鋼 ( hypereutectoid steel )共晶白口鐵共晶白口鐵 ( eutectoid white iron )亞共晶白口鐵亞共晶白口鐵( hypoeutectoid white iron )過共晶白口鐵過共晶白口鐵( hypereutectoid white iron )411.工業(yè)純鐵工業(yè)純鐵 ( Wc 0.0218% )42 工業(yè)純鐵組織金相圖工業(yè)純鐵組織金相圖432. 共析鋼共析鋼 ( Wc = 0.77% )44 共析鋼組織

10、金相圖共析鋼組織金相圖453.亞共析鋼亞共析鋼 ( Wc = 0.45% )46 亞共析鋼組織金相圖亞共析鋼組織金相圖474.過共析鋼過共析鋼 ( Wc = 1.2% )48 過共析鋼組織金相圖過共析鋼組織金相圖495.共晶白口鐵共晶白口鐵 ( Wc = 4.3% )50 共晶白口鐵組織金相圖共晶白口鐵組織金相圖516.亞共晶白口鐵亞共晶白口鐵 ( Wc = 3.0% )52 亞共晶白口鐵組織金相圖亞共晶白口鐵組織金相圖537.過共晶白口鐵過共晶白口鐵 ( Wc = 5.0% )54 過共晶白口鐵組織金相圖過共晶白口鐵組織金相圖55Fe - Fe3C 相圖的應(yīng)用相圖的應(yīng)用選擇材料方面的應(yīng)用選擇材料方面的應(yīng)用制定熱加工工藝方面的應(yīng)用制定熱加工工藝方面的應(yīng)用56一一. .選擇材料方面的應(yīng)用選擇材料方面的應(yīng)用1. 分析零件的工作條件分析零件的工作條件, , 根