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第2章 鐵碳合金與鐵碳合金相圖
2.1
鐵碳合金的基本組織
1.1.
鐵素體
碳與α-Fe中形成的間隙固溶體稱為鐵素體，用F表示。強度和硬度低，塑性和韌性好。
1.2.
奧氏體
碳與γ-Fe中形成的間隙固溶體稱為鐵素體，用A表示。高溫組織，在大于727℃時存在。塑性好，強度和硬度高于F，在鍛造、軋制時常要加熱到A，提高塑性，易于加工。
1.3.
滲碳體
鐵與碳形成的金屬化合物，硬度高，脆性大。用Fe3C
1.4.
珠光體
F與Fe3C混合物。強度，硬度，塑性，韌性介于兩者之間。
1.5.
萊氏體
A與Fe3C混合物硬度高，塑性差。
2.2
鐵碳合金狀態圖
2.2.1
狀態圖主要點線
主要點
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特性點
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溫度℃
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含義
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A
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1538
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純鐵熔點
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C
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1148
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共晶點
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D
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1227
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滲碳體熔點
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E
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1148
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C在γ-Fe中最大溶解度
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G
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912
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純鐵的同互異晶轉變點
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P
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727
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C在α-Fe中最大溶解度
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S
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727
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共析點
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Q
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室溫
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室溫時C在α-Fe中最大溶解度
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主要線：
ABCD線
液相線，液相冷卻至此開始析出，加熱至此全部轉化。
AHJECF線
固相線，液態合金至此線全部結晶為固相，加熱至此開始轉化
GS線
A3線，A開始析出F的轉變線，加熱時F全部溶入A
ES線
Acm線，C在A中溶解度曲線
ECF線
共晶線，含C量2.11-6.69%至此發生共晶反應，結晶出A與Fe3C混合物，萊氏體。
PSK線
共析線，含C量在0.0218-6.69%至此反生共析反應，產生出珠光體
2.2.2
鐵碳合金分類
2.2.2.1
鋼 含C量0.0218～2.11%
共析鋼
含C量0.77%
亞共析鋼0.0218-0.77%
過共析鋼0.77-2.11%
2.2.2.2
白口鑄鐵
2.11-6.69%
共晶白口鑄鐵
4.3%
亞共晶白口鑄鐵
2.11-4.3%
過共晶白口鑄鐵
4.3-6.69%
2.2.3
鐵碳合金相圖的作用
在鑄造方面
選擇合適的澆鑄溫度，流動性好
在煅造方面
選擇合適的溫度區，奧氏體區
在熱處理方面
退火，正火，淬火等
2.2.4 碳對鐵碳合金平衡組織和性能的影響
一、含碳量對平衡組織的影響
室溫下，鐵碳合金均由a+
Fe3C兩相組成
隨含碳量不同，可分為七個典型組織區
二、含碳量對機械性能的影響
•
珠光體P：為F
+ Fe3C的混合物，呈層片狀，由于Fe3C的強化作用，珠光體性能較好；
•
亞共析鋼：由F
+ P組成，隨碳量增加，珠光體量增加，強度性能提高；
•
過共析鋼：P+
Fe3C(II)組成，當含碳量<1%，
Fe3C(II)斷續分布在晶界處，強度提高；當含碳量>1%，
Fe3C(II)呈網狀分布在晶界處，強度性能下降。
•
萊氏體：硬而脆
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