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第一节 铁碳相图 铁碳合金的各种化合物： 一、铁碳合金的组元 1、Fe: 过渡族元素，熔点1538℃，密度 7.84g/cm3。 纯铁有同素异构转变：金属在固态下发生的晶格类型的转变。 2、Fe3C ：是铁和碳组成的复杂结构的间隙化合物，又叫渗碳体。性能特点是硬而脆。性能如下： σb=30MPa，δ=0，ψ=0 aK=0，HB=800kgf/mm2 二、铁碳合金中的相 1、液相L。 2、δ相，又叫高温铁素体。在1495℃时的最大溶碳量为0.09%。 3、α相，又叫铁素体（ F，α） 。在727 ℃时的最大溶碳量为0.0218%。 4、γ相，又叫奥氏体（A， γ）。 1148 ℃时的最大溶碳量为2.11%。 5、 Fe3C相，化合物相，有条状，网状，片状和粒状。 三、相图中重要的点和线 包晶反应：LB+δH A J 共晶反应： LC A E +Fe3C 共晶反应产物是奥氏体与渗碳体的共晶混合物，叫莱氏体，以Le表示，莱氏体中的渗碳体叫共晶渗碳体。 共析反应： As F P +Fe3C 共析反应产物是铁素体与渗碳体的共析混合物，叫珠光体，以P表示，珠光体中的渗碳体叫共析渗碳体。 珠光体的强度高，塑性、韧性和硬度介于渗碳体和铁素体之间。 GS线是合金冷却时自A中开始析出F的临界温度线，叫A3线。 ES线是碳在A中的固溶线，叫Acm线。 二次渗碳体：碳含量大于0.77%的铁碳合金自1148℃冷却到727℃的过程中，从A中析出的渗碳体，用Fe3C Ⅱ表示， Acm线即为从A中开始析出Fe3C Ⅱ的临界温度线。 PQ线为碳在F中的固溶线。 三次渗碳体：从碳含量大于0.008%的铁碳合金自727℃冷至室温的过程中，从F中析出的渗碳体，用Fe3C Ⅲ表示， PQ线为从F中开始析出Fe3C Ⅲ的临界温度线。 第二节 铁碳合金的平衡结晶过程 根据铁-渗碳体相图，铁碳合金可分为三类： （1）工业纯铁：C<0.0218% （2）钢（ 0.0218%< C<=2.11%) 共析钢：C=0.77%， 亚共析钢：C<0.77%， 过共析钢：C>0.77%。 (３) 白口铸铁( 2.11 %< C<=6.69%) 共晶白口铸铁： C=4.3%， 亚共晶白口铸铁： C<4.3%， 过共晶白口铸铁： C>4.3%。 1、工业纯铁： 依据杠杆定律，P中： F（%）=（6.69-0.77）/6.69=88% Fe3C（%）=1-88%=12% 3、亚共析钢（0.4%C） 亚共析钢的组织：0.3%wt%C与0.45wt%C 室温组织组成物为铁素体和珠光体的混合物，依据杠杆定律 P（%）= = 51% F（%）=1-51%=49% 钢的室温组成相为F和Fe3C： F（%）= = 94% Fe3C（%）=1-94%=6% 亚共析钢中的碳含量可由其室温平衡组织来估算，忽略0.0218，则： C%=P%（珠光体量）*0.77% 4、过共析钢（1.2%C） 其组成相为F和Fe3C，组织组成物为Fe3CⅡ和P。 Fe3CⅡ（%）= =7% P （%）= 1-7%=93% 白口铸铁的结晶过程 组织组成物为莱氏体（共晶转变刚完成时为高温莱氏体，冷却后变为室温莱氏体（P+ Fe3CⅡ+ Fe3C），组成相为F+ Fe3C，其相对量也可求出。 6、亚共晶白口铸铁 室温平衡组织为（P+ Fe3CⅡ+ Le’），其相对量也可求出。 A2.11（%）= =59% L4.3（%）=1-59%=41% Fe3CⅡ（%）= =13% A0.77（%）=59%-13%=46%， 由于A0.77共析反应转变为P，所以P的相对重量为46%。 第五节 碳钢 一、碳钢中的常存杂质 1、Mn：炼钢时用锰铁脱氧而残留在钢中的。含量为0.25~0.80%。锰大部分溶入铁素体中，产生固溶强化，对钢的性能有益。 Mn+FeO→MnO+Fe Mn+FeS→MnS+Fe 2、Si：炼钢时用硅铁脱氧而残留在钢中的。镇静钢含量为0.10~0.40%，沸腾钢中为0.03~0.07%。硅大部分溶入铁素体 |
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