鐵碳相圖相變常用研究方法

A. 鐵碳合金相圖的具體分析過程

一丶鐵碳合金相圖分析鋒敗如下：

Fe—Fe3C相圖看起 來比較復雜,但它仍然是由一些基本相圖組成的,我們可以將Fe—Fe3C相圖分成上下兩個部分來分析.

1.【共晶轉變】

（1）在1148℃,2.11%C的液相發生共晶轉變:Lc (AE+Fe3C),

（2）轉變的產物稱為萊氏體,用符號Ld表示.

（3）存在於1148℃~727℃之間的萊氏體稱為高溫萊氏體,用符號Ld表示,組織由奧氏體和滲碳體組成;存在於727℃以下的萊氏體稱為變態萊氏體或稱低溫萊氏體,用符號Ldˊ表示,組織由滲碳體和珠光體組成.

（4）低溫萊氏體是由珠光體,Fe3CⅡ和共晶Fe3C組成的機械混合物.經4%硝酸酒精溶液浸蝕後在顯微鏡下觀察,其中珠光體呈黑色顆粒狀或短棒狀分布在Fe3C基體上,Fe3CⅡ和共晶Fe3C交織在一起,一般無法分辨.

2.【共析轉變】

（1）在727℃,0.77%的奧氏體發生共析轉變:AS (F+Fe3C),轉變的產物稱為珠光體.

（2）共析轉變與共晶轉變的區別是轉變物是固體而非液體.

3.【特徵點】

（1）相圖中應該掌握的特徵點有:A,D,E,C,G(A3點),S(A1點),它們的含義一定要搞清楚.根據相圖分析如下點：

（2）相圖中重要的點(14個)：

1.組元的熔點: A (0, 1538) 鐵的熔點;D (6.69, 1227) Fe3C的熔點

2.同素異構轉變點:N(0, 1394)δ-Fe γ-Fe;G(0, 912)γ-Fe α-Fe

相圖

3.碳在鐵中最大溶解度點:

P(0.0218,727),碳在α-Fe 中的最大溶解度；E(2.11,1148),碳在γ-Fe 中的最大溶解度

H (0.09,1495),碳在δ-Fe中的最大溶解度；Q(0.0008,RT),室溫下碳在α-Fe 中的溶解度

4.【三相共存點】

S(共析點,0.77,727),(A+F +Fe3C)；C(共晶點,4.3,1148),( A+L +Fe3C)

J(包晶點,0.17,1495)( δ+ A+L )

5.【其它點】

B(0.53,1495),發生包晶反應時液相的成分；F(6.69,1148 ) , 滲碳體；K (6.69,727 ) , 滲碳體

6.【特性線】

（1）相圖中的一些線應該掌握的線有:ECF線,PSK線(A1線),GS線(A3線),ES線(ACM線)

（2）水平線ECF為共晶反應線.

（3）碳質量分數在2.11%～6.69%之間的鐵碳合金, 在平衡結晶過程中均發生共晶反應.

（4）水平線PSK為共析反應線

（5）碳質量分數為0.0218%～6.69%的鐵碳合金, 在平衡結晶過程中均發生共析反應.PSK線亦稱A1線.

（6）GS線是合金冷卻時自A中開始析出F的臨界溫度線, 通常稱A3線.

（7）ES線是碳在A中的固溶線, 通常叫做Acm線.由於在1148℃時A中溶碳量最大可 達2.11%, 而在727℃時僅為0.77%, 因此碳質量分數大於0.77%的鐵碳合金自1148℃冷至升基蘆727℃的過程中, 將從A中析出Fe3C.析出的滲碳體稱為二次滲碳體(Fe3CII). Acm線亦為從A中開始析出Fe3CII的臨界溫度線.

（8）PQ線是碳在F中固溶線.在727℃時F中溶碳量最大可達0.0218%, 室溫時僅為0.0008%, 因此碳質量分數大於0.0008%的鐵碳合金自727℃冷至室溫的過程中, 將從F中析出Fe3C.析出的滲碳體稱為三次滲碳體(Fe3CIII).PQ線亦為從F中開始析出Fe3CIII的臨界溫度線.Fe3CIII數量極少,往往予以忽略.

（9）Ac1— 在加熱過程中，奧氏體開始形成的溫度。

（10）Ac3— 在加熱過程中，奧氏體完全形成的溫度

（11）Ar1— 在冷卻過程中奧氏體完全轉變為鐵素體或鐵素體加滲碳體的溫度

（12）Ar3— 在冷卻過程中奧氏體開始轉變為鐵素的溫度

（13）Arcm— 在過共析鋼冷吵帶卻過程中滲碳體開始沉澱的溫度，

·（14）Accm— 在過共析鋼加熱過程中，滲碳體完全轉化為奧氏體的溫度。

6.【相圖相區】

1.單相區(4個+1個): L,δ,A,F ,(+ Fe3C)

2.兩相區(7個):L + δ,L + Fe3C,L + A, δ+ A ,A + F ,A + Fe3C ,F + Fe3C.

B. 如何看懂鐵碳相圖

簡單的說，看鐵碳相圖首先找到5個基本相，即液相（L）,α-鐵素體F，δ-鐵素體δ ,奧氏體A，和滲碳體C; 其次了解A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、M、N、O、P、Q、S特性點和AB、BC、CD、AH、JE、HN、JN、GP特性線的含中嫌義，例坦培或如S 點，溫度727度含碳量0.77是共析點，另外根據鐵碳相圖區分鐵碳合金即工業純鐵、鋼和白口鐵，其讓伍中鋼根據S點為界分為亞共析鋼0.0218~0.77%，共析鋼0.77%，過共析鋼0.77~2.11%等等，鐵碳相圖是熱處理工作者入門的基礎，應該背下來，我們上學時老師要求我們不看書就能准確把相圖畫出來。到現在我還記得很清楚。

C. 如何看懂鐵碳相圖如何確定鐵碳合金的相變點如何確定某一成分合金在某一溫度下的確切的組織和相組成

鐵碳合坦手罩金薯模的相變點、某一成分合金在某一溫度下的確切的組織和相組成等等都在鐵碳合金相圖中標讓鬧注著吶！只要看懂鐵碳相圖，這些都不是問題。關鍵問題是如何看懂鐵碳相圖！
如何看懂鐵碳相圖呢？
1、學習一下金屬學基礎知識
2、學習一下晶體學基礎知識
3、學習一下二元相圖的基礎知識
4、理解組元、相、組織、共析反應、共晶反應、包晶反應、勻晶反應、杠桿定律等一些基本概念
5、掌握鐵素體、奧氏體、珠光體、萊氏體、滲碳體等等鐵碳相圖的一些基本概念
掌握以上五條基本上看鐵碳相圖就入門了。

D. 鐵碳合金相圖的問題

純鐵的相變點確實是912度，也就是說，如果是純鐵，則912度是不會存在奧氏體的，但是現在卻不岩廳是純鐵了，因為有碳存在，形成的不是純鐵而是鐵碳合金！！，碳的加入改變了純鐵的相變點，而且隨著含碳量的增加，相變點下降，當粗肢隱含碳量達到0.77的時候，相變點在鐵碳合金裡面達到最低點727度。
純鐵的相變點是G點，即912度，鐵碳合金的最低相變點是S點即727度，在含碳量為0~0,77之間，相變點隨著含碳量的增加的變化規律就是曲線GS線。
這個很好理解，比如純水的相變點是零度，飢拆即零度開始結冰，當你往水裡面加鹽的話，結冰點由零度開始下降，加的鹽越多，結冰點就越低，甚至於加鹽的水可以在零下20多度而不結冰，這也是為什麼北方冬天施工的時候往水泥裡面加鹽的緣故。

E. 鐵碳相圖在鋼鐵材料選材方面的應用

碳鋼和鑄鐵是現代汽車工業生產中使用最廣泛的金屬材料，它主要是由鐵和碳兩種元素組成的合金。鋼鐵的棚缺拆成分不同，則組織和性能不同，應用也不一樣。 一、鐵碳合金相圖利用鐵碳合金相圖，對於材料的應用、加工、熱處理具有重要的指導意義。碳和鐵可形成一些列化合物：Fe3C,Fe2C,FeC。 Fe3C的質量分數為6.69%，超過6.69%的鐵碳合金脆性很大，無實用意義，所以只研究Fe-Fe3C相圖。鐵碳合金相圖表示在緩慢冷卻（或緩慢加熱）的條件下，不同成分的鐵碳合金的狀態或組織隨溫度變化的圖形。 二、鐵碳合金的組織 1、固溶體（1）鐵素體（F）：C→á-Fe所形成的間隙固溶體。性能：強度、硬度低，塑性、韌性好。（2）奧氏體（A）：C→-Fe所形成的間隙固溶體。性能：強度、硬度低，塑性好。 2、化合物滲碳體（Fe3C）,復雜斜方；硬而脆，含C量為6.69%；顯微形態可顯示為片狀、粒狀，網狀和板條狀，它的形狀和分布對鋼的性能有很大影響，滲碳體是鋼中主要的強化相。 3、機械混合物：（1）珠光體（P）:（F+Fe3C）C:0.77%;片層狀，珍珠光澤。性能：強度，硬度比F高；而塑性韌性比F低。（2）萊氏體：分為高溫萊氏體（Ld=A+（ F+Fe3C））和低溫萊氏體（L′d=P+（F+Fe3C））高溫萊氏體性能：碳的質量分數為4.3%，性能與滲碳體相似，硬而脆。低溫萊氏體性能：性能取決於組成物的性能。結論：鐵碳合金中有五種組織：F、P、Ld (L』d)、Fe3C 基本相：F、A、Fe3C （P32看錶3-1） 混合相： P、Ld(L』d) 三、Fe-Fe3C相圖分析（分析簡化後的相圖） 四、相圖中重要的點和線 1、三個重要的點：（1）C點：共晶點： 共晶萊氏體的顯微組織：塊狀或粒狀A分布在Fe3C基體上。（2）S點：共析點： 共析P的顯微組織：片層狀。（3）E點：鋼和鐵的分界點：工業純鐵、鋼、鑄鐵 2、七條重要的線：（1）液相線：ACD；固相線：AECF。（2）兩條水平線：共晶反應線：ECF；共析反應線：PSK——A1線。（3）GS線——A3線；從A中開始析出下的臨界溫度線； ES線——Acm線；碳在A中的固溶線（溶解度）； PQ線——碳在F中的固溶線。 五、碳在鐵碳合金的平衡結晶過程鋼：0.0218%＜C＜2.11%的鐵碳合金亞共析鋼：0.0718%＜C＜0.77% 共析鋼：C=0.77% 過共析鋼：0.77%＜C＜2.11% 白口鑄鐵：2.11%≤C＜6.69% 亞共晶白口鑄鐵：2.11%≤C＜4.3% 共晶白口鑄鐵：C=4.3% 過晶白口鑄鐵：4.3%＜C＜6.69% 1、共析鋼結晶過程的分析 2、亞共析鋼結晶過程分析 3、過共析鋼結晶過程分析 4、共晶白口鑄鐵冷卻過程分析 5、亞共晶白口鑄鐵冷卻過程分析 6、過共晶白口鑄鐵冷卻過程分析結論：看錶3-4，圖3-10是鐵碳合金分類及室溫平衡組織。 六、鐵碳合金的成分——組織——性能關系按鐵碳相圖，鐵碳合金在室溫的組織是由F和Fe3C兩相組成。兩相的相對質量分數可由杠桿定律求出。成分：隨含C量增加，F減少，100%→0%，Fe3C增多，由0%→100%。組織：由F → F+Fe3C 性能： 硬度：取決於組成相或組織組成物的硬度和數量。 強度：對組織形態很敏感。 塑性：Fe3C硬而脆的相，沒有塑性，隨含C量增加；F↓→Fe3C↑→塑性↓。 七、Fe-Fe3C相圖的應用鐵碳合金相圖表明，含C量不同時，其組織、性能的變化規律，也揭示了相同成分在不同溫度時組織和性能的變化。這為生產實踐中的選材、熱處理工藝的制扮罩定提供了依據。 1、作為選材的依據（1）建築材料和各種型鋼：塑性好，韌度好，選含C量較低的鋼材。（2）各種機械零件：強度、塑性、韌度都較好，選含C量適中的鋼材。（3）各種工具鋼：耐磨性、硬度都要求高；選含C量較高的鋼材。（4）純鐵的強度低，不宜做結構，但導磁率高，矯頑力低，可做軟磁材料。（5）白口鑄鐵硬度高，脆性鏈棗大，不能切削加工，也不能鍛造，但耐磨性好，鑄造性能優良，適用於要求耐磨，不受沖擊、形狀復雜的鑄件。 2、在鑄造工藝方面的應用根據Fe-Fe3C相圖，確定澆注溫度。一般在液相線50℃～100℃。鑄鐵：共晶點附近；鑄鋼：W(c)0.15%～0.6%之間。 3、在熱軋和熱鍛工藝方面的應用 A強度低，塑性好；因此在鍛造和軋制時選在A區域。初始溫度選在固相線下100℃～200℃之間。 4、在熱處理工藝方面的應用 Fe-Fe3C相圖對著特別重要意義。（在第二節中講）（你有相圖吧？我沒有發上）

F. 鐵碳合金相圖中的幾種基本轉變

鐵 - 碳合金（鐵 - 碳合金）

鐵和碳的基團的二元合金元素。鐵基材料的最廣泛使用的培悶梁一類 - 鋼，鑄鐵，是一種工業用的鐵 - 碳合金材料。

其原因為鋼材，跨越，從幾乎不含碳的純鐵至約4％的含碳鐵的第一個可用的部件，在此范圍內，相結構和合金的微觀結構的廣闊范圍都發生了很大的變化;此外，可以將各種熱加工工藝，特別是金屬熱處理技術，顯著改變合金的組成的組織和性能。

鐵 - 碳合金

合金相的形成中，用鐵的晶體結構和碳的合金形式相關的存在。有三個同素異形體的純鐵狀態：以下912℃為體心立方晶體結構：所述的α-Fe; 9121394℃為面心立方晶體結構，稱為γ - 鐵; 13941538℃（熔點），並表現出具有體心立方的，稱為δ-Fe組成。

(6)鐵碳相圖相變常用研究方法擴展閱讀：

鐵碳合金相圖中的共析點是含碳量恰好為0.77%的鐵碳合金，其溫度是727度，是鐵碳合金中發生重要的共析轉變的成分點，只有該點成分的合金，在該溫度下，才能夠發生共析轉變，轉變為完全不同的兩個相，其兩相統稱為珠光體，是鐵碳合金的一種重要的組織。

可以說，共析轉變貫穿在整個鋼的加熱或冷卻轉變反應中，是很重罩行要的合金轉變之一，理解或了解了它，才能夠對鋼的各種熱加工工藝打下良好的理論知識基礎。

鐵碳合金相圖中的共晶點是含碳量恰好為4.30%的鐵碳合金，其溫度是1148度，是鐵碳合金中發生重要的共晶轉變的成分點，只有該點成分的合金，在該溫度下，配運才能夠發生共晶轉變，轉變為完全不同的兩個相，其兩相統稱為萊氏體，是鐵碳合金鑄鐵部分的一種重要的組織。

可以說，共晶轉變貫穿在整個鑄鐵的加熱或冷卻轉變反應中，是很重要的合金轉變之一，理解或了解了它，才能夠對鋼的鑄造、焊接工藝打下良好的基礎。