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第三章铁碳合金及合金钢概述
钢铁是铁基合金（黑色金属）的总称。铁和碳是
钢铁材料两个最基本的组元。碳的质量分数
0.0218%Wc2.11%称为钢，2.11%Wc6.69%称
为铁或铸铁。不特意加入合金元素的钢称为碳素钢
（简称碳钢），而特意加入一种或数种一定量合金
元素的钢称为合金钢。
钢铁材料是目前乃至今后很长一段时间内人类社会
中最为重要的金属材料。为了熟悉并合理利用钢铁
材料，应了解铁与碳的相互作用，认识铁碳合金的
本质及其成分、组织结构与性能之间的关系。
1
§3.1Fe-Fe3C合金相图
本章主要内容§3.2碳钢
§3.3合金钢概述
2
§3.1Fe-Fe3C合金相图
一、铁碳合金相图
二、铁—碳合金中的组织及其性能
三、Fe-C合金的分
四类、组织组成物与含碳量关
五系、含碳量与力学性能的关系
六、铁碳相图的应
用
3
一、铁碳合金相图
1.铁碳合金的组元
2.铁碳合金中的相
3.铁碳合金相图分析
4
一、铁碳合金相图
Fe3C
Fe2C
1.铁碳合金的组元TFeC
⑴Fe铁是过渡族元素,
熔点为1538℃,密度是碳质量分数超过
7.87g/cm3。6.69%的铁碳合金
脆性很大,没有使
⑵Fe3C是一种具有复用价值,所以有使用
杂结构的间隙化合物,通意义并被深入研究
常称为渗碳体。的只有Fe-Fe3C这一
部分。
含碳量6.69%,硬度很高,
强度低,塑性韧性很差。
FeC
理论熔化温度1227℃。是C%
介稳定化合物,条件适当6.69%C
时,会分解成单质状态的
所研究的Fe-Fe3C相图的位置
石墨C。5
固态铁的特性——同素异构转变
固态铁随温度的改变,由一种晶格转变为另一种晶格
的现象,称为同素异构转变。该特性是钢铁材料通过热
处理获得多种组织结构与性能的理论依据。
℃912℃
δ－Fe1394γ－Feα－Fe
bccfccbcc
6
2.铁碳合金中的相
⑴液相L铁与碳的液溶体。
δ+L
⑵δ相是碳在δ—Fe中的间隙固
δL
溶体,呈体心立方晶格,在1394℃δ+γ
以上存在,1495℃时溶碳量为L+FeC
γ+L3
0.09%。
⑶α相是碳在α—Fe中的间隙固γ
溶体,呈体心立方晶格。其中碳
的固溶度室温时约为0.0008%,
α+γγ+Fe3C
6
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