第四章 铁碳合金相图
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第一节 纯铁、铁碳合金中的相
一、铁碳合金的组元
铁:熔点1538℃,塑性好,强度硬度极低,在结晶过程中存在着同素异晶转变。不同结构的铁与碳可以形成不同的固溶体。
由于纯铁具有同素异构转变,在生产上可以通过热处理对钢和铸铁改变其组织和性能。
碳:在Fe-Fe3C相图中,碳有两种存在形式:一是以化合物Fe3C形式存在;二是以间隙固溶体形式存在。
二、铁碳合金中的基本相
相:指系统中具有同一聚集状态、同一化学成分、同一结构并以界面隔开的均匀组成部分。
铁碳合金系统中,铁和碳相互作用形成的相有两种:固溶体和金属化合物。固溶体是铁素体和奥氏体;金属化合物是渗碳体。这也是碳在合金中的两种存在形式。
1.铁素体
碳溶于Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体,用或者F表示,为体心立方晶格结构。塑性好,强度硬度低。
2.奥氏体
碳溶于Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体,用或者A表示,为面心立方晶格结构。塑性好,强度硬度略高于铁素体,无磁性。
3.渗碳体Fe3C:晶体结构复杂,含碳量6.69%,熔点高,硬而脆,几乎没有塑性。
渗碳体对合金性能的影响:
(1)渗碳体的存在能提高合金的硬度、耐磨性,使合金的塑性和韧性降低。
(2)对强度的影响与渗碳体的形态和分布有关:
以层片状或粒状均匀分布在组织中,能提高合金的强度;
以连续网状、粗大的片状或作为基体出现时,急剧降低合金的强度、塑性韧性。
二、两相机械混合物
珠光体:铁素体与渗碳体的两相混合物,强度、硬度及塑性适中。
莱氏体:奥氏体与渗碳体的混合物;室温下为珠光体与渗碳体的混合物,又硬又脆。
铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体为铁碳合金中的基本组织,是铁碳合金中的组织组成物。
组织组成物:指构成显微组织的独立部分,可以是单相,也可以是两相或多相混合物。
显微组织:指在金相显微镜下所观察到的金属及合金内部的微观形貌,包括相和晶粒的形态、大小、分布等。
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