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铁碳相图详解来了!!!

实习生小姐姐 材子考研 2022-06-09

小编今天整理并汇总了关于铁碳相图的知识点,供给大家做铁碳相图的复习参考*^O^*

铁碳相图中点&线&区表示的含义

铁碳相图知识点

1、铁素体:碳在a-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体,用符号F或a表示。碳在a-Fe中的溶解度很低,因此,铁素体的机械性能与纯铁相近,其强度、硬度较低,但具有良好的塑性、韧性。

2、奥氏体:碳在γ -Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体,用符号A或γ表示。

3、渗碳体:渗碳体是一种具有复杂晶体结构的间隙化合物,它的分子式为Fe3C,渗碳体既是组元,又是基本相。

4、珠光体:用符号P表示,它是铁素体与渗碳体薄层片相间的材料机械混合物。

5、莱氏体:用符号Ld表示,奥氏体和渗碳体所组成的共晶体。

铁碳相图中平衡结晶过程及组织分析


 分类: (按有无共晶转变分类)
▶工业纯铁     (Wc<0.0218%)
▶碳钢          (Wc<2.11%)
▶铸铁          (Wc>2.11%)

 分为七种类型(根据组织,按含碳量分类) 
1、工业纯铁      (Wc<0.0218%) 
2、亚共析钢      (Wc=0.0218-0.77%)
3、共析钢        (Wc=0.77%)
4、过共析钢      (Wc=0.77-2.11%)
5、亚共晶白口铸铁(Wc=2.11-4.3%)
6、共晶白口铸铁   (Wc=4.3%)
7、过共晶白口铸铁(Wc= 4.3-6.69%)

工业纯铁(Wc=0.01%)

L→ L+δ→ δ → δ+γ(奥氏体)→ γ → γ +a (铁素体) → a→ a+Fe3CⅢ(三次渗碳体区)

亚共析钢(Wc=0.40%)

L→ L+δ→包晶反应→ L +γ(奥氏体)→γ→γ +α(铁素体)→共析反应→  α(铁素体)+P(珠光体)→ α+ P+Fe3CⅢ(三次渗碳体)


省略Fe3CⅢ(三次渗碳体), 最终组织: α(铁素体)+ P (珠光体)


包晶反应: L+ δ →  γ(奥氏体) 


共析反应后的α(铁素体)与P(珠光体)含量:

WP=5P/SP

Wα=S5/SP

共析钢(Wc=0.77%)

L→ L+γ(奥氏体)→ γ→(共析反应)→ α(铁素体)+Fe3C(共析渗碳体)→ α+Fe3C+Fe3CⅢ(三次渗碳体区)省略Fe3CⅢ, 最终组织: α+Fe3C (即: P (珠光体))


P (珠光体): 铁素体(a)+渗碳体(Fe3C)


共析反应: 727℃ γ0.77→ α0.0218+ Fe3C  (P珠光体)

W α 0.0218 =(6.69-0.77)/(6.69-0.218)=88%

W Fe3C =1-88%=12%

过共析钢(Wc=1.2%)

L→ L+γ(奥氏体)→ γ→ γ +Fe3CⅡ(二次渗碳体)→ P(珠光体)+Fe3CⅡ (二次渗碳体)


共析反应后的Fe3CⅡ(二次渗碳体)与P(珠光体)含量:

WP=4V/SV

W Fe3CⅡ =4S/SV

亚共晶白口铸铁(Wc=3.0%)

L→ L+γ(初晶奥氏体)→ 共晶反应→ γ(初晶奥氏体) + Ld(莱氏体) → γ (初晶奥氏体) + Ld(莱氏体) + Fe3CⅡ (二次渗碳体)→ 共析反应→ P(珠光体)+Ld’(低温莱氏体)+Fe3CⅡ (二次渗碳体)


共晶反应后,该铸铁中组织组成物中,

初晶奥氏体含量:W γ =(4.3-3.0)/(4.3-2.11)=59.4%

莱氏体含量: W Ld=(3.0-2.11)/(4.3-2.11)=40.6%

共晶白口铸铁(Wc=4.3%)

L→共晶反应→ γ(奥氏体)+Fe3C(共晶渗碳体)→共析反应→ P(珠光体)+Fe3C(共晶渗碳体)+ Fe3CⅡ (二次渗碳体)


L→ Ld(莱氏体)→ Ld’(低温莱氏体或变态莱氏体)


共晶反应: L→ γ(奥氏体)+Fe3C(共晶渗碳体)

共析反应: γ(奥氏体) → P(珠光体)

P(珠光体): α(铁素体)+ Fe3C(渗碳体)

Ld(莱氏体):γ(共晶奥氏体)+Fe3C(共晶渗碳体)

Ld’(低温莱氏体或变态莱氏体): P(珠光体)+Fe3C(共晶渗碳体)+ Fe3CⅡ (二次渗碳体)

过共晶白口铸铁(Wc=5.0%)

L→ L+Fe3CⅠ(一次渗碳体)→共晶反应→ Ld(莱氏体) + Fe3CⅠ(一次渗碳体)→共析反应→  Ld’(低温莱氏体)+ Fe3CⅠ(一次渗碳体) 

今天的铁碳相图知识你学会了吗???
注意:在铁碳相图中还有一些易混淆的概念,小编已经帮你们总结啦,请接着往下看~

易混淆概念

🔵重结晶:在固态下的相变结晶过程。

🔵Fe3CⅠ(一次渗碳体):从液相中结晶出的先共晶渗碳体。

🔵Fe3CⅡ (二次渗碳体):从奥氏体中析出的次生的渗碳体。

🔵Fe3CⅢ (三次渗碳体):从铁素体中析出的渗碳体。

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