铁碳平衡相图详解.ppt

目前应用的铁碳合金状态图是W(c)为0～6.69%的铁碳合金部分（即Fe-Fe3C部分），W(c)大于6.69％的铁碳合金在工业领域应用鲜见报道。1.2以特性点标注的铁碳相图①以稳定的化合物分割相图（Fe3C）；
②以特殊的成分分割相图（钢*与铁的区分）；
③确定各点、线、区的意义；
④分析特征合金的结晶过程及其组织演化；
⑤说明相图的实际应用
相邻相区的相数差1（点接触除外）——相区接触法则；
三相区的形状是一条水平线，其上三点是平衡相的成分点。
若两个三相区中有两个相同的相，则两水平线之间必是由这两相组成的两相区。
单相区边界线的延长线应进入相邻的两相区。2.3铁碳相图的相区2）两相区(七个)：
3）三相区(两个)
L、A、Fe3C——ECF线：共晶线，是液相、奥氏体、渗碳体的三相共存线；
A、F、Fe3C——PSK线，共析线，是奥氏体、铁素体、渗碳体的三相共存线。2.4主要特性点4）E点
碳在γ-Fe中的最大溶解度，温度1148℃，W(c)=2.11%；8）S点
共析点，温度727℃，W(c)=0.77%
成分为S点的奥氏体，冷却到此温度时，发生共析反应：As→P（Fp+Fe3C）；附：铁碳平衡图中所有的特性点2.5特性线4）ES线
碳在奥氏体中的溶解度曲线，通常称为Acm线。碳在奥氏体中最大溶解度是E点（W(c)=2.11％），随着温度的降低，碳在奥氏体中的溶解度减小，将由奥氏体中析出二次渗碳体Fe3CⅡ。7）GP线
0＜W(c)＜0.0218%的铁碳合金，缓冷时，由奥氏体中析出铁素体的终了线。8）PQ线
碳在铁素体中的溶解度曲线。在727℃时，W(c)=0.0218%，溶碳量最大；在600℃时，W(c)=0.0057%。
在727℃缓冷时，铁素体随着温度降低，溶碳量减少，铁素体中多余的碳将以渗碳体（三次渗碳体Fe3CIII）的形式析出。一般情况下，忽略Fe3CIII的存在。附：铁碳平衡图中所有的特性线一般所指铁素体系碳溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体，体心立方晶格。碳在α-Fe中的溶解度很小，727℃时0.0218%；室温时为0.0008%，几乎为零。其强度和硬度很低，塑性、韧性好。显微组织是明亮的多边形晶粒。2.6.2奥氏体（Austenite——A或γ相）渗碳体系铁与碳形成的化合物，碳含量为6.69％，具有复杂的晶体结构。其硬度很高，塑性和韧性很差，δ、Ak值接近于零，脆性很大。图中平直的白色条状物即为铁碳合金凝固时的一次渗碳体。2.6.4珠光体（Pearlite—P）2.6.5莱氏体（Ledeburite—Ld或Ld'）3.铁碳相图中钢与铁的区分4.典型铁碳合金的结晶过程分析——以钢为例4.1共析钢的结晶过程共析钢结晶过程示意图4.2亚共析钢的结晶过程亚共析钢结晶过程示意图4.3过共析钢的结晶过程过共析钢结晶过程示意图5.铁碳合金的成分、组织与性能的关系6.1相图与材料的力学和物理性能铸造性能
根据液固相线之间的距离X：
X越大，成分偏析越严重（因为液固相成分差大）；
X越大，流动性越差（因为枝晶发达）；
X越大，热裂倾向越大（因为液固两相共存的温区大）。

塑性加工性能：单相固溶体区易于锻造。

热处理性能：利用固溶度变化的固态相变。相图与热加工工艺性能的关系7.钢铁热处理与铁碳合金相图的关系钢铁热处理的温度选取范围在铁碳相图中的位置铁碳平衡相图是铁碳合金在平衡状态时的组织组成图，图中标注的所有参数仅仅针对碳钢和铸铁，且不揭示它们的非平衡组织如马氏体、贝氏体等的转变规律。

合金钢和合金铸铁的平衡状态图由于添加了其它合金元素，与二元铁碳平衡相图差别很大。

即使对于碳钢和铸铁，在实际应用中，也不可直接在铁碳平衡图上读取成分-温度的对应参数值。因为实际成分和加热条件往往偏离或远离平衡状态图，须根据工程实际参考相关手册中钢的加热温度参数。

铁碳平衡相图仅仅是学习金属材料热处理、进而研究热处理的必备基础知识和出发点，还不是指导热处理生产过程的直接技术依据。