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第五节 合金在缓冷过程中的固态转变和室温组织 二、钢在缓冷时的固态转变和组织 3. 过共析钢的固态转变 第五节 合金在缓冷过程中的固态转变和室温组织 三、铸铁在缓冷时的固态转变和室温组织 1. 共晶铸铁 莱氏体（γ+Fe3C)， 奥氏体呈颗粒状分布在渗碳体的基底上 莱氏体中的奥氏体不断析出渗碳体， 依附在莱氏体中的共晶渗碳体上。 莱氏体中的奥氏体通过共析反应转变为珠光体， 变态莱氏体。 第五节 合金在缓冷过程中的固态转变和室温组织 三、铸铁在缓冷时的固态转变和室温组织 2. 亚共晶铸铁 先共晶奥氏体+共晶莱氏体(奥氏体+渗碳体) 二次渗碳体 珠光体 珠光体 变态莱氏体 第五节 合金在缓冷过程中的固态转变和室温组织 三、铸铁在缓冷时的固态转变和室温组织 3. 过共晶铸铁 液析渗碳体 + 共晶莱氏体 (奥氏体+渗碳体) (呈粗大片状) 珠光体 变态莱氏体 金属材料及热处理原理 杜振民 zmdu2@ 北京科技大学材料相平衡与新材料设计研究室 2011.2.21 第一章 铁碳相图和铁碳合金缓冷后的组织 第一节 纯铁 第二节 铁的碳化物 第三节 铁碳相图 第四节 铁碳合金的凝固 第五节 合金在缓冷过程中的固态转变和室温组织 第一节 纯 铁 铁的多形性 铁在室温下具有体心立方点阵，α铁，铁磁性 随着温度升高，在770℃ （居里点） A2转变 发生α铁的磁性转变， 居里点以上，α铁的磁性消失。 非铁磁性的α铁能保持到912℃， A3转变 体心立方点阵的α铁转变为 面心立方点阵的γ铁。 超过1394℃，纯铁将再次转变为体心立方点阵 A4转变 在1538℃以上，纯铁由固态转变为液态。 第一节 纯 铁 第二节 铁的碳化物 碳化物 化学式 晶系或对称性 磁性转变温度 Θ碳化物 Fe3C （渗碳体） 正交 210℃ Ao点 ε碳化物 ε-Fe2-3C 六角 370℃ χ碳化物 Fe2.2C or Fe5C2 单斜（底心） 247℃ 合金渗碳体：以渗碳体为基的固溶体。(Fe,Mn,Cr…)3(C,N…) 渗碳体的性质：硬度高，塑性差；属于金属化合物。 Θ碳化物 ? χ碳化物 230～350℃ Fe3C ? 3Fe+C（石墨） 由于转变温度很低，转变速度很慢， 通常广泛应用Fe-Fe3C相图 (亚稳相图)。 Fe-C复线相图：Fe-Fe3C亚稳相图 + Fe-C石墨稳定相图 较高温度下 长时间保温 第三节 铁碳相图 Fe-C复线相图： Fe-Fe3C亚稳相图 + Fe-C石墨稳定相图 第三节 铁碳相图 在1495℃存在包晶反应： δ铁素体+ L→γ-Fe 0.09 0.53 0.17 碳在 δ 铁素体中的 最大溶解度为0.09wt％ 第三节 铁碳相图 在1148℃出现共晶反应： L →γ-Fe + Fe3C 4.3 2.11 6.69 碳在奥氏体（γ-Fe）中的最大溶解度为2.11wt％（9.10at%) 铁原子数与碳原子数之比约为10：1 第三节 铁碳相图 在727℃出现共析反应： γ-Fe→α-Fe + Fe3C 0.77 0.0218 6.69 碳在 α 铁素体中的最大溶解度为0.0218wt％ 第四节 铁碳合金的凝固 铁碳合金的三种结晶类型 钢（含碳量2.11%的铁碳合金）的结晶过程 铸铁（含碳量2.11%的铁碳合金）的结晶过程 固溶体结晶 包晶结晶 共晶结晶 第四节 铁碳合金的凝固 一、钢（含碳量2.11%的铁碳合金）的结晶过程 第四节 铁碳合金的凝固 一、钢（含碳量2.11%的铁碳合金）的结晶过程 都生成奥氏体，铁碳