材料科學基礎-9

1、 5.6 鐵碳相圖u純鐵的同素異構轉變純鐵的同素異構轉變金屬的多晶型性（同素異構現象）多晶型性轉變（同素異構轉變）純鐵的同素異構轉變-Fe -Fe -Feu純鐵的成分及性能純鐵的成分及性能純鐵（工業(yè)純鐵）：含雜質0.10%0.20%性能：b=180230MPa 0.2=100170MPa =30%50% =70%80% Ak=128160J HBS=50805.6.1 純鐵及其同位素轉變純鐵及其同位素轉變1394 912 u 鐵素體（鐵素體（F或或）定義：碳溶于-Fe中所形成的間隙固溶體 晶格結構：bcc 最大溶解度：0.0218%（727） 性能： b=180230MPa 0.2=10017

2、0MPa HBS=5080 =30%50% =70%80% ak=160200J/cm 2u -鐵素體鐵素體：碳溶于-Fe中所形成的間隙固溶體，稱為高溫鐵素體。最大溶解度：0.09%（1495） 鐵碳合金的相和組織組成鐵碳合金的相和組織組成u奧氏體（奧氏體（A或或）定義：碳溶于-Fe中所形成的間隙固溶體（高溫組織） 晶格結構：fcc 最大溶解度：2.11%（1148） 性能： b400MPa HBS=170220 =40%50% 高塑性、無磁鐵碳合金的相和組織組成u 滲碳體（滲碳體（FeFe3 3C C）定義：Fe 與 C 所形成的金屬化合物晶格結構：復雜正交性能：b30MPa HB=800

3、0 0 硬而脆（耐磨性好） Fe3C 3Fe+C（石墨） 合金滲碳體： （Fe、Me）3CFe3（ C、N）或 Fe3（ C、B）u 石墨碳石墨碳晶格結構：簡單六方性能: 加工性能 機械性能鐵碳合金的相和組織組成高溫 Fe C 二元相圖二元相圖Fe3C Fe2CFeC溫度FeC(6.69%C)u Fe-FeFe-Fe3 3C C相圖相圖相區(qū)相區(qū)重要線重要線ABCDAHJECFCDHJBECFPSK（A1）GS（A3）ES（Acm）PQ鐵碳合金相圖分析鐵碳合金相圖分析重要點重要點N N、G G 同素異構轉變點H H、E E、P P、Q Q 最大溶解度點J J、C C、S S 包晶、共晶、共析點A

4、 A、D D Fe、Fe3C 熔點包晶反應包晶反應共晶反應共晶反應共析反應共析反應鐵碳合金相圖分析17. 0149509. 053. 01495ALALJHB 即CFeALCFeALEC311. 211483 . 431148 即CFeFACFeFAPS30218. 072777. 03727 即LdLdPPL+AFAL+Fe3CA+FF+Fe3CA+Fe3C+L+ALAB 0.53C4.3DE 2.11FGS0.77P0.02KQJ0.17HFeFe3C0.096.69u 珠光體（珠光體（P）定義：F與 Fe3C 所形成的機械混合物（平均含碳量：0.77%）性能：b750MPa HBS=18

5、0 20%25% ak=3040J/cm 2 綜合性能鐵碳合金的相和組織組成u 萊氏體（萊氏體（Ld、 或或 Le 、 ）定義：A與 Fe3C 所形成的機械混合物（平均含碳量：4.3%）性能：硬而脆鐵碳合金的相和組織組成u 鐵碳合金分類鐵碳合金分類u 鐵碳合金的結晶過程分析鐵碳合金的結晶過程分析共析鋼共析鋼 wc =0.77% =0.77%鐵碳合金相圖分析室溫平衡組織室溫平衡組織:100% P:100% P（F F和和FeFe3 3C C）組成相的質量分數為：組成相的質量分數為：亞共析鋼亞共析鋼0.0218% 0.0218% wc 0.77% 0.77%鐵碳合金相圖分析0.20%C0.20%C

6、組成相的質量分數為：組成相的質量分數為：0.40%C0.40%C室溫平衡組織室溫平衡組織:F+P:F+P，其相對量為：，其相對量為：過共析鋼過共析鋼0.077% 0.077% wc 2.11% 2.11%鐵碳合金相圖分析硝酸酒精侵蝕苦味酸侵蝕室溫平衡組織室溫平衡組織:P+ Fe:P+ Fe3 3C C ，其相對量為：，其相對量為：工業(yè)純鐵工業(yè)純鐵 wc 0.02% 0.02%鐵碳合金相圖分析室溫平衡組織室溫平衡組織:F+ Fe:F+ Fe3 3C C 共晶白口鐵共晶白口鐵 wc=4.3%=4.3%鐵碳合金相圖分析室溫平衡組織室溫平衡組織:100%:100%亞共晶白口鐵亞共晶白口鐵2.11% 2.11% wc 4.3% 4.3%鐵碳合金相圖分析室溫平衡組織室溫平衡組織:P+ Fe:P+ Fe3 3C C+ + 過共晶白口鐵過共晶白口鐵4.3% 4.3% wc 6.69% 6.69%鐵碳合金相圖分析室溫平衡組織室溫平衡組織: : + Fe