铁碳合金缓冷时的相变与组织（小结） 重点掌握 Ø纯铁的同素异构转变；Ø铁碳合金的基本组织；铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体的结构和性能特点及显微组织形貌；Ø铁碳合金相图中各点、线、区的含义，了解成份、温度、组织、相之间的关系和变化规律，根据相图，分析各种典型成份的铁碳合金的结晶过程；Ø铁碳合金的成份、组织与性能之间的关系； Fe-Fe3C相图的组元 1．Fe组元 δ -Fe(bcc) ——1394℃——γ-Fe(fcc)——912℃——α-Fe(bcc) (同素异构转变) 强度低、硬度低、韧性、塑性好2．Fe3C组元 熔点高，硬而脆，塑性、韧性几乎为零 一次渗碳体： 过共晶白口铸铁在液态结晶时，从铁碳合金液相中析出的渗碳体，称为一次渗碳体一次渗碳体是从液态中析出的，长大很少受阻，所以一般比较粗大二次渗碳体Fe3CII 铁碳合金冷却时，从奥氏体中析出的渗碳体称为二次渗碳体二次渗碳体一般沿奥氏体晶界析出，所以一般呈网状分布三次渗碳体铁碳合金冷却时，从铁素体中析出的渗碳体称为三次渗碳体由于铁素体溶碳量很低，析出三次渗碳体很少，往往可忽略不计 渗碳体的鉴别渗碳体硬而脆，硬度为HBW800，（相当于HRC72～75）很耐磨；无延展性，强度很低，塑性、韧性几乎为零。
渗碳体在钢和铸铁中与其它相共存时，可以呈片状、粒状、网状或板状渗碳体的特点渗碳体是钢中主要强化相，它的形态、大小及分布对相的性能有很大影响具有金属特性，定义为金属化合物渗碳体是一种不稳定的相，在一定条件下，能分解而形成石墨状的自由碳，即Fe3C→3Fe十C（石墨）这一分解过程对于研究钢和铸铁具有重大意义 Fe-Fe3C相图中的相 （组织中具有特定结构与性质的单元，比如珠光体组织由铁素体与渗碳体两个相组成）1．液相L2．δ相： 高温铁素体 （C固溶到δ-Fe中—δ相）3．α相： 铁素体F （C固溶到α-Fe中——α相） 强度、硬度低、塑性好 （室温： C%=0.0008%, 727度：C%=0.0218%）4．γ相、A奥氏体 （C固溶到γ-Fe中——γ相） 强度低，易塑性变形5．Fe3C,铁的最常见碳化物，具有金属特性，属于金属化合物 Fe-C相图与相区 三条水平线和三个重要点（1）包晶转变线HJB：1495摄氏度，C%=0.09-0.53% LB+δH------AJ 即 L0.53+ δ0.09------- A0.17（2）共晶转变线ECF,1148摄氏度，C%=2.11---6.69% L4.3---- A2.11+Fe3C（共晶渗碳体）（3）共析转变线PSK，727摄氏度，C%=0.0218---6.69% As----FP+Fe3C（共析渗碳体） A0.77---- F0.0218+Fe3C——P（珠光体） 珠光体的强度较高，塑性、韧性和硬度介于Fe3C和F之间 2．液固相线 液相线ACD 固相线AECF3．溶解度线 ES线 碳在A中的固溶线（饱和溶解度曲线） 1148摄氏度，2.11%； 727摄氏度,0.77%；Fe3CII型 PQ线 碳在F中的固溶线， 727摄氏度,0.0218% 室温，0.0008%，Fe3CIII型4．GS线:奥氏体向铁素体转变温度线 基于Fe-Fe3C相图的Fe-C合金分类 1．工业纯铁，C%≤0.0218%2．钢 0.0218%
其中： 亚共晶白口铸铁 2.11%0.0008% F C%<0.0008% （室温下的碳溶解度） 2．共析钢 C%=0.77%，冷却温度曲线与相变特征 共析钢转变过程：L——L+A——A——A+P——P相组成物：F和Fe3C 组织组成物 ：P （珠光体，F%+Fe3C%） 3．亚共析钢 0.0218%L+A--->A--->A+Fe3CII--->A+P+Fe3CII--->P+Fe3CII相组成物：F，Fe3C组织组成物：P，Fe3CII 5．共晶白口铁与莱氏体（Le)（C%=4.3%）L--->L+Le--->Le (A+Fe3C共晶)--->Le (A+Fe3C共晶+Fe3CII)--->Le’(P+Fe3CII+Fe3C) 共晶白口铁相组成物：F，Fe3C 组织组成物：Le‘（室温Le) 6 亚共晶白口铸铁，2.11%G+AE (1154 ℃) 共析：As1--->G+F (738 ℃ ) 铸铁的石墨化过程铸铁组织中析出石墨的过程——石墨化1．两种形式 a. 按Fe-G相图从液相中或A中直接析出G。
b. 接Fe-Fe3C相图，先结晶出Fe3C，随后其在一定条件下发生分解： Fe3C→Fe+G 2．液态直接析出石墨的过程（需要孕育剂、或变质剂来促进形核） a. 第I阶段 过共晶成分L→L+GI(>1154 ℃ )→AE+G（共晶）+GI (1154 ℃ ) 共晶成分L→AE+G（共晶） (1154 ℃ ) 亚共晶成分L→AE+G（共晶）+AE初生 b. 第II阶段——析出二次石墨 A→A+GII (1154→738 ℃ ) c. 第三阶段——共析石墨 As'→Fp+G（共析）（738 ℃ ) 铸铁的组织（参铸铁及其熔炼） 作业1）解释稳定系Fe-G相图、亚稳定系Fe-Fe3C相图的存在与适用条件；2）了解碳在钢水中的饱和溶解度，解读当前常见铁碳平衡相图中碳成分范围的依据。