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第五章 铁碳合金相图及碳素钢(P56) 第一节 铁碳合金中的相与基本组织 第二节 铁碳合金相图 第三节 碳素钢 第一节 铁碳合金中的相与基本组织一、Fe的同素异晶转变及晶体结构（P56） 同素异晶转变——是指金属在结晶成固态以后继续冷却的过程中晶格类型随温度下降而发生变化的现象，也称同素异构转变。 Fe的冷却曲线及相应的晶体结构（P56） 同素异构转变（重结晶）的特点（P56） 1）在固态下进行； 2）同素异构体的晶核优先在原来晶粒的晶 界处形成； 3）同素异构转变有较大的过冷度； 4）同素异构转变往往要产生较大的内应力 ☆注意重结晶与再结晶的区别 二、铁碳合金中的相（相组成物）1、铁素体（P57） 铁素体（F或α） 碳原子固溶到α-Fe中形成的间隙固溶体 室温相——常作基本相（基体相） 铁素体强度、硬度不高、塑性、韧性很好 二、铁碳合金中的相（相组成物）2、奥氏体（P58） 奥氏体（A或γ） 1）碳原子固溶到γ-Fe中形成的间隙固溶体； 2）高温相，存在于727℃以上，一般不存在于室温； 3）奥氏体强度不高，塑性很好。 二、铁碳合金中的相（相组成物） 3、渗碳体（P58） 渗碳体（Fe3C） 铁与碳形成的间隙化合物，含碳量6.69%； 室温相——常作为钢的第二弥散强化相； 渗碳体具有高硬度、高脆性、低强度和低塑性； 一次渗碳体Fe3CI：从液相直接结晶出来。 二次渗碳体Fe3CII：从A中析出。 三次渗碳体Fe3CIII：从F中析出。 二、铁碳合金中的相（相组成物） 4、石墨（P58） 石墨（G） Fe-C合金中游离存在的碳 石墨的强度、塑性、硬度都很低 二、铁碳合金中的相（相组成物） 4、液相（P58） 液相（L） 液态的铁碳合金 三、铁碳合金中的基本组织（组织组成物）（P58） 1、珠光体（P） 共析转变：恒温下，一种固相同时析出两种不同 成分固相的机械混合物（共析体）。 A0.77 (F+Fe3C) ≡ P 珠光体的力学性能介于F和 Fe3C之间，强度较高，硬 度适中，有一定的塑性。 ? 三、铁碳合金中的基本组织（组织组成物）（P58） 2、高温莱氏体（Ld） L4.3 (A+Fe3C) ≡ Ld 共晶转变 高温莱氏体是存在于727℃以上的一种基 本组织，硬度很高，塑性很差。 三、铁碳合金中的基本组织（组织组成物）（P58） 3、低温莱氏体（Ld’） 在727℃以下高温莱氏体中的奥氏体又发 生共析转变成珠光体，这时的莱氏体就变成 由P和Fe3C组成，成为低温莱氏体。 低温莱氏体是室温下的一个基本组织 三、铁碳合金中的基本组织（相组成和组织组成物总结）（P58） 相组成: L、A、F、 Fe3C、G； 组织组成: F、A、 Fe3CI 、 Fe3CII 、 Fe3CIII、 P、 Ld、、 Ld’ 第二节 铁碳合金相图（P59） 一、Fe-C相图与Fe-Fe3C相图 二、对Fe-Fe3C相图的分析 三、典型铁碳合金的结晶过程 四、含碳量对铁碳合金组织与性能的影响 五、Fe-Fe3C相图的应用 一、Fe-C相图与（P59） 简化了的Fe-Fe3C相图 二、对Fe-Fe3C相图的分析（一）相图中的主要点（P59） 二、对Fe-Fe3C相图的分析（二）相图中的主要相变线（P59） 一、Fe-C相图与Fe-Fe3C相图（P59） 二、对Fe-Fe3C相图的分析（二）相图中的相区（P61） 三、典型铁碳合金的结晶过程 （一）Fe-Fe3C相图中铁碳合金的分类（P61） 1、工业纯铁 Wc≤0.02% 2、碳素钢 0.02%＜ Wc≤2.11% 1）共析钢 Wc=0.07% 2）亚共析钢 0.02%＜ Wc＜0.77% 3）过共析钢 0.77%＜ Wc≤2.11% 3、白口铸铁 2.11% ＜ Wc ＜6.69% 1）共晶白口铸铁 Wc=4.3% 2）亚共晶白口铸铁 2.11%＜ Wc＜4.3% 3）过共晶白口铸铁4.3%＜ Wc ＜6.69% （二）典型合金的相变过程1、工业纯铁在平衡态下的结晶过程（P61） （二）典型合金的相变过程1、共析钢在平衡态下的结晶过程（P62） （二）典型合金的相变过程3、亚共析