金屬材料學(xué)-鋼鐵篇

金屬材料學(xué)

一、金屬材料的歷史地位二、金屬材料的分類(lèi)三、金屬結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用情況四、金屬材料發(fā)展的歷史五、金屬材料的發(fā)展熱點(diǎn)六、關(guān)于本課程緒論主要內(nèi)容:一、金屬材料的歷史地位1.材料是衡量人類(lèi)社會(huì)文明程度的標(biāo)志之一。金屬材料是現(xiàn)代文明的基礎(chǔ)。石器時(shí)代→青銅器時(shí)代→鐵器時(shí)代2.目前，人類(lèi)還處在金屬器時(shí)期。二、金屬材料的分類(lèi)黑色金屬有色金屬金屬材料鑄鐵

鋼

工程構(gòu)件用鋼機(jī)器零件用鋼工具鋼特殊性能用鋼(不銹鋼及耐熱鋼)輕金屬(鋁,鎂,鈦)重金屬(銅,鋅,鉛,鎳)貴重金屬(金,銀,銅)稀有金屬(鎢鉬釩鈮鈷)放射金屬(鐳鈾釷)結(jié)構(gòu)金屬材料功能金屬材料三、金屬結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用情況1.總產(chǎn)量：鋼鐵材料占世界金屬總產(chǎn)量的95％，用量最大，且價(jià)格低廉。2.世界金屬礦產(chǎn)儲(chǔ)量：鐵占5.1％，而非鐵金屬中鋁為8.8％．鎂為2.1％，鈦為0.6％。3.非鐵金屬冶煉較困難，所需能源消耗大，因而生產(chǎn)成本高，限制了生產(chǎn)總量的增長(zhǎng)幅度。4.非鐵金屬所創(chuàng)造的價(jià)值高，且有鋼鐵所不具備的特殊性能，例如比強(qiáng)度高，耐低溫、耐腐蝕等，因而非鐵金屬產(chǎn)量仍在迅速增長(zhǎng)。

公元前4300年：自然的金、銅及鍛打、熱加工等工藝公元前2800年：鐵的熔煉四、金屬材料發(fā)展的歷史公元前3800年：人工冶煉的銅器；公元前3000年：我國(guó)出現(xiàn)錫青銅——甘肅東鄉(xiāng)馬家窯文化的青銅刀（含6％~10％Sn）。公元前2000年：青銅器興盛，編鐘與武器（商、周、春秋戰(zhàn)國(guó)）東漢時(shí)：反復(fù)鍛打鋼→最原始形變熱處理工藝。淬火技術(shù):“浴以五牲之溺，淬以五牲之脂”

→現(xiàn)代的水淬、油淬。我國(guó)冶鐵技術(shù)在春秋末期有很大的突破，發(fā)明了生鐵經(jīng)退火制造韌性鑄鐵和以生鐵制鋼的技術(shù)。

現(xiàn)代冶金技術(shù)的發(fā)展自19世紀(jì)中葉的轉(zhuǎn)爐煉鋼和平爐煉鋼開(kāi)始。19世紀(jì)末的電弧爐煉鋼和20世紀(jì)中葉的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼及爐外精煉技術(shù)，使鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化。20世紀(jì)40年代，用鎂作還原劑從四氯化鈦制得純鈦，并使真空熔煉加工等技術(shù)逐步成熟后，鈦及鈦合金的廣泛應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)。非鐵金屬冶金方面:19世紀(jì)80年代發(fā)電機(jī)的發(fā)明，使電解法提純銅的工業(yè)方法得以實(shí)現(xiàn)，開(kāi)創(chuàng)了電冶金新領(lǐng)域；用熔鹽電解法將氧化鋁加入熔融冰晶石，電解得到廉價(jià)的鋁，使鋁成為僅次于鐵的第二大金屬；同時(shí)，其他非鐵金屬也陸續(xù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。20世紀(jì)中葉，新金屬材料研究發(fā)展迅猛。如非晶態(tài)合金、金屬基復(fù)合材料、金屬間化合物結(jié)構(gòu)材料、金屬納米材料等。19世紀(jì)末，出現(xiàn)了新型的合金鋼如高速工具鋼、高錳鋼、鎳鋼和鉻不銹鋼，并在20世紀(jì)發(fā)展為門(mén)類(lèi)眾多的合金鋼體系。鋁合金、鎂合金、銅合金、鈦合金和難熔金屬及合金等也先后形成工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。上圖：吳王夫差矛和越王勾踐劍右上：青銅鼎右下：商代青銅縱目人面像

上圖滄州鐵獅子鑄于953年，重40余噸。右圖當(dāng)陽(yáng)鐵塔鑄于1061年，八棱13層，塔體分段鑄造

擂鼓礅二號(hào)墓編鐘復(fù)制件

1981年湖北擂鼓墩二號(hào)墓出土戰(zhàn)國(guó)編鐘一套，音律準(zhǔn)確，音色優(yōu)美。其件數(shù)和規(guī)模僅次于曾侯乙編鐘，總音域達(dá)5個(gè)8度以上，可自己轉(zhuǎn)調(diào)，奏出五聲、六聲、七聲音階構(gòu)成的各種樂(lè)曲。須五人合作演出，眾聲齊發(fā)，交響疊鳴。無(wú)愧為古代音樂(lè)之絕響。

水陸兩用汽車(chē)輕型吊軌磁懸浮列車(chē)

MX-400空中汽車(chē)

美國(guó)莫勒潛心研究.被譽(yù)為“汽車(chē)演變的里程碑”。飛機(jī)外形像一輛新穎別致的小汽車(chē)?？罩酗w行依仗的是它有可轉(zhuǎn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)及專(zhuān)門(mén)提供升力的風(fēng)扇。試用2年多來(lái)，它最高飛行時(shí)速超過(guò)了600多公里，比直升機(jī)快2倍，可載4人，飛行最大高度9000米，航程1500公里。

材料的發(fā)展使汽車(chē)和飛機(jī)等性能發(fā)生了突變

自從1903年12月17日美國(guó)萊特兄弟把第一雙人類(lèi)翅膀送上天空后，各種飛機(jī)不斷地在快速發(fā)展，對(duì)制造飛機(jī)各類(lèi)零部件的材料要求也越來(lái)越高。主要是比強(qiáng)度高、重量輕、耐高溫、耐疲勞等性能。

世界貿(mào)易大廈基本上是用鋁合金貼面的.

在“9.11”事件中，該雙子大樓遭到襲擊，毀于一旦。但它作為一個(gè)大量使用鋁合金貼面的的雄偉建筑將永遠(yuǎn)載入史冊(cè)。五、金屬材料的發(fā)展熱點(diǎn)1．繼續(xù)重視高性能的新型金屬材料具有高強(qiáng)度、高韌性、耐高、低溫、抗腐蝕等性能。2．非晶（亞穩(wěn)態(tài)）材料日益受到重視非晶態(tài)或亞穩(wěn)態(tài)合金材料、金屬納米材料。3．特殊條件下應(yīng)用的金屬材料低溫、高壓、高溫、外場(chǎng)以及輻照條件材料的結(jié)構(gòu)、組織和性能的研究。4．材料的設(shè)計(jì)及選用科學(xué)化按照指定的性能對(duì)材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)、成分的科學(xué)設(shè)計(jì)。本課程的目的、性質(zhì)、內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求1.本課程的目的：講授金屬結(jié)構(gòu)材料的物理冶金問(wèn)題，使學(xué)生掌握金屬及合金中的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)過(guò)程、環(huán)境對(duì)金屬材料各種性能的影響的基本規(guī)律；掌握分析、解決各種金屬材料的化學(xué)成分設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、熱處理和使用中的問(wèn)題。

主要內(nèi)容是金屬材料的合金化基礎(chǔ)理論，在論述常用類(lèi)型金屬材料的性能要求的基礎(chǔ)上，分析各類(lèi)工程構(gòu)件用鋼、機(jī)器零件及工模具用鋼、不銹鋼、耐熱及高溫合金、鑄鐵及有色金屬及其合金等的合金化特征、熱處理工藝特點(diǎn)及選擇材料與使用材料的原則和方法。2.本課程的性質(zhì)：3.本課程的內(nèi)容金屬材料的合金化基礎(chǔ)理論，著重討論了金屬材料中的合金元素、金屬合金中的相組成與相變、合金元素對(duì)金屬的強(qiáng)韌性和工藝性能等的影響。常用鋼鐵材料、有色金屬及合金材料和新金屬結(jié)構(gòu)材料（包括工程構(gòu)件用鋼、機(jī)器零件用鋼、工模具用鋼、不銹鋼、耐熱鋼、鑄鐵、有色金屬及合金、金屬間化合物結(jié)構(gòu)材料、金屬基復(fù)合材料、亞穩(wěn)金屬材料等）。4.學(xué)習(xí)要求掌握金屬材料合金化原理、合金元素對(duì)鋼相變、組織、性能影響的一般規(guī)律。掌握常用鋼、鑄鐵、高溫合金、有色金屬等材料的牌號(hào)、成份、熱處理規(guī)范、組織、力學(xué)性能和用途。能夠根據(jù)工程構(gòu)件、機(jī)器零件（或工具）的服役條件，具有合理選用材料，正確確定熱處理技術(shù)條件的知識(shí)。能對(duì)材料產(chǎn)品質(zhì)量作初步分析，提出消除或預(yù)防熱處理缺陷的措施。5.

參考書(shū)目錄

戴起勛編著?！督饘俨牧蠈W(xué)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2005。王笑天主編。金屬材料學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社，1987。王曉敏主編。工程材料學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社，1999。Chapter1金屬材料的合金化原理1.1碳鋼概論1.2鋼的合金化原理1.3合金鋼的分類(lèi)、牌號(hào)主要內(nèi)容碳鋼中的常存雜質(zhì)碳鋼的分類(lèi)碳鋼的用途Me在鋼中的存在形式Me與鐵和碳的相互作用Me對(duì)Fe-Fe3C相圖的影響Me對(duì)鋼的熱處理的影響Me對(duì)鋼性能的影響重點(diǎn)及基本要求:1.了解碳鋼中的常存元素及其影響，重點(diǎn)掌握碳鋼的分類(lèi)與應(yīng)用;2.第二節(jié)是本章重點(diǎn)。要求全面掌握Me對(duì)鋼的組織、熱處理及性能的影響規(guī)律，掌握Me的加入對(duì)鋼的基本強(qiáng)化機(jī)制的影響。難點(diǎn)是Me對(duì)鋼中基本合金相結(jié)構(gòu)的影響;3.掌握合金鋼的分類(lèi)、牌號(hào).1.1碳鋼概論一、碳鋼中的常存雜質(zhì)-Mn和Si（1）Mn和Si是煉鋼過(guò)程中隨脫氧劑或者由生鐵殘存而進(jìn)入鋼中的。(1)Mn<0.8%。主要固溶于鐵中。產(chǎn)生固溶強(qiáng)化作用，↑鋼的強(qiáng)度和硬度。(2)適量的Mn和S可形成高熔點(diǎn)(1600℃)MnS夾雜物。MnS在高溫下具有一定的塑性，不會(huì)使鋼發(fā)生熱脆，在加工過(guò)程中MnS呈條狀沿軋向分布。(4)夾雜物MnS、SiO2將使鋼的疲勞強(qiáng)度和塑性、韌性↓。當(dāng)鋼中含有大量硫化物夾雜時(shí)，軋成鋼板后會(huì)造成分層。(3)Si<0.5%。碳鋼中的Si一般均可溶入鐵中。產(chǎn)生固溶強(qiáng)化作用，↑鋼的強(qiáng)度和硬度;也可形成SiO2夾雜物。(2)S和Fe能形成FeS，并易于與γ-Fe形成低熔點(diǎn)(989℃)共晶。當(dāng)鋼凝固結(jié)晶時(shí)低熔共晶易于沿晶界分布；若把含有硫化物共晶的鋼加熱到高溫，例如1100℃以上時(shí)，共晶體就將熔化，因此引起軋制或鍛造時(shí)的晶界碎裂(熱脆)。(1)S是煉鋼時(shí)不能除盡的有害雜質(zhì),在固態(tài)鐵中的溶解度極小。一、碳鋼中的常存雜質(zhì)-S和P（2）(3)若鋼液脫氧不良，含有較多的FeO，還會(huì)形成熔點(diǎn)更低（940℃）的（Fe+FeO+FeS）三相共晶體，危害更大。(4)鑄鋼件含S量高時(shí)會(huì)引起鑄件在鑄造應(yīng)力作用下發(fā)生熱裂。(5)S容易導(dǎo)致焊縫熱裂，同時(shí)在焊接過(guò)程中，生成SO2氣體，以致焊縫中產(chǎn)生氣孔和疏松。(6)P也是在煉鋼過(guò)程中不能除盡的元素。P可固溶于α-Fe。但↓↓鋼的韌性，特別是低溫韌性，稱(chēng)為冷脆。此外，P-Fe合金的結(jié)晶范圍很寬，因此P具有嚴(yán)重的偏析傾向。P可以提高鋼在大氣中的抗腐蝕性能。(7)S和P還可以改善鋼的切削加工性能。應(yīng)變時(shí)效——含過(guò)飽和N的鋼經(jīng)受冷變形后析出氮化物，使低碳鋼的強(qiáng)硬度↑，塑韌性↓的現(xiàn)象。一、碳鋼中的常存雜質(zhì)—N、H、O（3）N是在冶煉時(shí)由爐料及爐氣進(jìn)入鋼中的。含過(guò)飽和N的鋼在室溫長(zhǎng)時(shí)間放置或稍微加熱時(shí),N逐漸以氮化鐵的形式從F中彌散析出.使低碳鋼的強(qiáng)度、硬度↑，塑韌性↓（時(shí)效硬化）（有害）。N還會(huì)使低碳鋼產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)效(不利)；N可以與V、Ti、Nb等形成穩(wěn)定的氮化物，有細(xì)化晶粒和沉淀強(qiáng)化，N也可↑鋼的耐熱性能。(有利)。N是使鋼產(chǎn)生藍(lán)脆現(xiàn)象的主要原因。藍(lán)脆是指鋼在加熱到150~300℃時(shí)產(chǎn)生的硬度↑，塑韌性↓的現(xiàn)象，因?yàn)殇撛诳諝庵屑訜岬?50~300℃時(shí)，由于氧化作用，鋼的表面呈現(xiàn)藍(lán)色。（有害），但截?cái)噤摬臅r(shí)可加以利用。H在鋼中和應(yīng)力的聯(lián)合作用將引起金屬材料產(chǎn)生氫脆。在鋼中產(chǎn)生裂紋，↓鋼的塑韌性；容易在焊縫處產(chǎn)生裂紋。O在鋼中形成硅酸鹽2MnO?SiO2、MnO?SiO2或復(fù)合氧化物MgO?Al2O3、MnO?Al2O3等非金屬夾雜物，對(duì)鋼的質(zhì)量有重要影響。H是在冶煉過(guò)程中，由含水的爐料及潮濕的大氣帶入鋼中的。二、碳鋼的分類(lèi)1．按鋼中碳含量分為:低碳鋼，WC≤0.25%;中碳鋼，0.25%＜WC≤0.6%;高碳鋼，WC＞0.6%。2．按鋼的質(zhì)量（品質(zhì)）分為:普通碳素鋼：wS≤0.05%，wP≤0.045%。優(yōu)質(zhì)碳素鋼：wS≤0.035%，wP≤0.035%。高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼：wS≤0.02%，wP≤0.03%。特級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼：wS≤0.015%，wP≤0.025%。3．按鋼的用途分類(lèi):碳素結(jié)構(gòu)鋼：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：碳素工具鋼：主要用于制造各種工具，如刃具、模具、量具等。一般工程用鑄造碳素鋼：主要用于制造形狀復(fù)雜且需一定強(qiáng)度、塑性和韌性零件。主要用于制造各種機(jī)器零件，如軸、齒輪、彈簧、連桿等。主要用于各種工程構(gòu)件，如橋梁、船舶、建筑構(gòu)件等。也可用于不太重要的機(jī)件。4．按鋼冶煉時(shí)的脫氧程度分類(lèi):沸騰鋼：脫氧不徹底的鋼，代號(hào)為F。鎮(zhèn)靜鋼：脫氧徹底的鋼，代號(hào)為Z。半鎮(zhèn)靜鋼：脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間，代號(hào)為b。特殊鎮(zhèn)靜鋼：進(jìn)行特殊脫氧的鋼，代號(hào)為T(mén)Z。三、碳鋼的用途（2）供貨狀態(tài)：熱軋后空冷。一般不需再進(jìn)行熱處理而直接使用。1-普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（1）C%在0.06~0.38%范圍內(nèi)，主要用于一般工程結(jié)構(gòu)和普通零件，它通常軋制成鋼板、鋼帶、鋼管、盤(pán)條、型鋼、棒鋼或各種型材（圓鋼、方鋼、工字鋼、鋼筋等），可供焊接、鉚接、栓接等結(jié)構(gòu)件使用。應(yīng)用量很大（鋼總產(chǎn)量的70%以上）。標(biāo)志符號(hào)Q來(lái)源于屈服點(diǎn)的漢語(yǔ)拼音字頭Q；屈服點(diǎn)數(shù)值共分195、215、235、255、275五個(gè)強(qiáng)度等級(jí)；（3）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)表示方法由代表屈服點(diǎn)的字母（Q）、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)（A、B、C、D）及脫氧方法符號(hào)（F、b、Z、TZ）等四個(gè)部分按順序組成。等級(jí)符號(hào)：指這類(lèi)鋼所獨(dú)用的質(zhì)量等級(jí)符號(hào)，也按S、P雜質(zhì)多少來(lái)分，以A、B、C、D四個(gè)符號(hào)代表四個(gè)等級(jí)，其中：A級(jí)wS≤0.05%,wP≤0.045%，B級(jí)wS≤0.045%,wP≤0.045%，C級(jí)wS≤0.04%,wP≤0.04%，D級(jí)wS≤0.035%,wP≤0.035%。其中質(zhì)量等級(jí)最高的是D級(jí)，達(dá)到了碳素結(jié)構(gòu)鋼的優(yōu)質(zhì)級(jí)，A、B、C三個(gè)等級(jí)均屬于普通級(jí)范圍。Q195、Q275不分質(zhì)量等級(jí)，Q215、Q235、Q255，當(dāng)質(zhì)量等級(jí)為“A”、“B”時(shí)，在保證力學(xué)性能的要求下，化學(xué)成分可根據(jù)需方要求作適當(dāng)調(diào)整。脫氧方法符號(hào)在鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼的牌號(hào)中可省略。

（4）典型牌號(hào)、性能與用途Q195、Q215鋼：含碳量很低，強(qiáng)度不高，但具有良好的塑性、韌性和焊接性能，常用作鐵釘、鐵絲、鋼窗及各種薄板等強(qiáng)度要求不高的工件。Q235A、Q255A：用于農(nóng)機(jī)具中的拉桿、小軸、鏈等。也用于建筑鋼筋、鋼板、型鋼等；Q235B、Q255B：用作建筑工程中質(zhì)量要求較高的焊接結(jié)構(gòu)件，機(jī)械中一般的轉(zhuǎn)動(dòng)軸、吊鉤、自行車(chē)架等；強(qiáng)度較高，其中Q275屬于中碳鋼，可用作制造摩擦離合器、剎車(chē)鋼帶等。Q235C、Q235D：質(zhì)量較好，可作一些重要的焊接結(jié)構(gòu)件及機(jī)件。Q255、Q275鋼：牌號(hào)中的A級(jí)鋼，一般用于不經(jīng)鍛壓加工和熱處理的工程結(jié)構(gòu)件或普通滲碳件（如制造機(jī)器中受力不大的鉚釘、螺釘、螺母等）；有時(shí)也可制造不重要的滲碳件。B級(jí)鋼常用以制造稍微重要的機(jī)器零件和船用鋼板，并可代替相應(yīng)含碳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。（1）這類(lèi)鋼中硫、磷等有害雜質(zhì)含量相對(duì)較低，夾雜物也較少，化學(xué)成分控制較嚴(yán)格，質(zhì)量比普通碳素結(jié)構(gòu)鋼好。用于較為重要的機(jī)件，可以通過(guò)各種熱處理調(diào)整零件的力學(xué)性能。（2）供貨狀態(tài)：熱軋后空冷，退火、正火等狀態(tài)，一般隨用戶(hù)需要而定。（3）牌號(hào)：一般用兩位數(shù)字表示。表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬(wàn)倍,如45鋼。2-優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼專(zhuān)用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼還要在牌號(hào)的頭部（或尾部）加上代表產(chǎn)品用途的符號(hào)，例如平均碳含量為0.2%的鍋爐用鋼，其牌號(hào)表示為“20g”等。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中有三個(gè)鋼號(hào)是沸騰鋼，它們是08F、10F、15F。半鎮(zhèn)靜鋼標(biāo)“b”，鎮(zhèn)靜鋼一般不標(biāo)符號(hào)。高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼在牌號(hào)后加符號(hào)“A”，特級(jí)碳素結(jié)構(gòu)鋼加符號(hào)“E”。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼按含錳量的不同，分為普通含錳量(Mn%=0.25~0.8%)和較高含錳量(Mn%=0.7~1.2%)兩組。含錳量較高的一組在其數(shù)字的尾部加“Mn”，如15Mn、45Mn等。注意：這類(lèi)鋼仍屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，不要和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼混淆。10~25等鋼的焊接和冷沖壓性很好，可用來(lái)制造標(biāo)準(zhǔn)件、軸套、容器等。也可以經(jīng)熱處理制造表面硬度高、心部有較高的強(qiáng)度和韌性的耐磨損、耐沖擊的零件。如齒輪、凸輪、銷(xiāo)軸、摩擦片、水泥釘?shù)?。?）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼共有31個(gè)鋼號(hào)。08F鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低、塑性好，強(qiáng)度較低。可用于各種冷變形加工成型件。45等中碳鋼通過(guò)適當(dāng)熱處理可獲得良好的綜合力學(xué)性能的機(jī)件及表面耐磨、心部韌性好的零件。如傳動(dòng)軸、發(fā)動(dòng)機(jī)連桿、機(jī)床齒輪等。高碳碳素結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)適當(dāng)熱處理后可獲得高的σe和屈強(qiáng)比以及足夠的韌性和耐磨性。可制造小線(xiàn)徑的彈簧、重鋼軌、軋輥、鐵鍬、鋼絲繩等。3-碳素工具鋼（1）平均含C量在0.65~1.35%范圍;主要用于制作各種小型工具?？蛇M(jìn)行淬火、低溫回火處理獲得高的硬度和高耐磨性。可分為優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼（簡(jiǎn)稱(chēng)碳素工具鋼，其wS≤0.03%，wP≤0.035%）和高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼（wS≤0.02%，wP≤0.03%）兩類(lèi)。（2）牌號(hào)一般用標(biāo)志性符號(hào)“T”（碳字的漢語(yǔ)拼音字頭）加上碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍表示。如T10，T12等。一般優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼不加質(zhì)量等級(jí)符號(hào)，而高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼則在其數(shù)字后面再加上“A”字，如T8A，T12A等。T7、T8適合于制造承受一定沖擊而要求韌性較高的刃具，如木工用斧、鉗工用鑿子等，淬火、低溫回火后的硬度為48~54HRC（工作部分）；（3）含錳碳素工具鋼中錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可擴(kuò)大到0.6%，這時(shí)，在牌號(hào)的尾部標(biāo)以Mn，如T8Mn，T8MnA。（4）典型的碳素工具鋼T9、T10、T11鋼用于制造沖擊較小而要求高硬度與耐磨的刃具，如小鉆頭、絲錐、手鋸條等，淬火、低溫回火后的硬度為60~62HRC，T10A鋼還可用于制造一些形狀簡(jiǎn)單、工作負(fù)荷不大的冷作模具、量具；T12、T13鋼硬度及耐磨性最高，但韌性最差，用于制造不承受沖擊的刃具，如銼刀、鏟刮刀等，淬火、低溫回火后的硬度為62~65HRC。T12A也可用于制造量具。T7~T12、T7A~T12A還可用于形狀簡(jiǎn)單的塑料模具。（1）主要用于鑄鐵保證不了其塑性，且形狀復(fù)雜，不便于用鍛壓制成的毛坯零件。其碳含量一般小于0.65%。（2）牌號(hào)用標(biāo)志性符號(hào)“ZG”（鑄鋼這兩個(gè)字的漢語(yǔ)拼音字頭）加上最低屈服點(diǎn)值-最低抗拉強(qiáng)度值表示。如ZG340-640表示其屈服強(qiáng)度不小于340MPa，抗拉強(qiáng)度不低于640MPa的鑄鋼。4-一般工程用鑄造碳素鋼（3）典型的碳素鑄鋼ZG200-400：有良好的塑性、韌性和焊接性。用于受力不大、要求韌性好的各種機(jī)械零件，如機(jī)座、變速箱殼等；ZG230-450：有一定的強(qiáng)度和較好的塑性、韌性，焊接性良好。用于受力不大、要求韌性好的各種機(jī)械零件，如砧座、外殼、軸承蓋、底板、閥體、犁柱等ZG270-500：有較高的強(qiáng)度和較好的塑性，鑄造性能良好，焊接性能尚好，切削性好。用作軋鋼機(jī)機(jī)架、軸承座、連桿、箱體、曲軸、缸體等（4）其他類(lèi)型的鑄鋼件還有：焊接結(jié)構(gòu)用碳素鑄鋼件（GB/T7659-1987），如ZG230-450H；低合金鑄鋼件（GB/T14408-1993），如ZGD535-720；耐熱鑄鋼件（GB/T8492-1987），如ZG40Cr30Ni20；不銹耐酸鋼鑄件（GB2100-1980），如ZG1Cr18Ni9Ti；中、高強(qiáng)度不銹鋼鑄件（GB6967-1986），如ZG10Cr13Ni1Mo等。

1.2鋼的合金化原理合金元素：為合金化目的加入，其加入量有一定范圍的元素。鋼中常用Me：Si、Mn、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti等。決定組元在置換固溶體中的溶解度因素是點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)、原子半徑和電子因素，無(wú)限固溶必須使這些因素相同或相似.（1）置換固溶體(Hume-Rothery規(guī)律)1．形成鐵基固溶體一、合金元素的存在形式

表1-1常用Me點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)和原子半徑第四周期TiVCrMnFeCoNiCu點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)bccbccbccbcc或fccfcc/hcpfccfcc電子結(jié)構(gòu)235567810原子半徑/nm0.1450.1360.1280.1310.1270.1260.1240.128ΔR，%14.27.10.83.1—0.82.40.8注：1、電子結(jié)構(gòu)是3d層電子數(shù)；2、原子半徑是配位數(shù)12的數(shù)值

（1）Ni、Mn、Co與γ-Fe的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)、原子半徑和電子結(jié)構(gòu)相似——無(wú)限固溶；（2）Cr、V與α-Fe的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)、原子半徑和電子結(jié)構(gòu)相似——無(wú)限固溶；（3）Cu和γ-Fe點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)、原子半徑相近，但電子結(jié)構(gòu)差別大——有限固溶；（4）原子半徑對(duì)溶解度影響：ΔR≤±8%，可以形成無(wú)限固溶；≤±15%，形成有限固溶；>±15%，溶解度極小。（2）間隙固溶體1、間隙固溶體的形成條件：間隙固溶體總是有限固溶體，并且間隙原子僅占據(jù)溶劑金屬的部分間隙位置，即總有部分間隙沒(méi)有被填滿(mǎn)。2、間隙固溶體的溶解度取決于溶劑金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)和間隙原子的原子尺寸。（1）同一溶劑金屬的不同點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，溶解度是不同的——

如γ-Fe與α-Fe。（2）間隙原子的溶解度隨間隙原子尺寸的減小而增加，即按B、C、N、O、H的順序而增加。3、間隙原子總是優(yōu)先占據(jù)有利的間隙位置，畸變?yōu)樽钚　?duì)α-Fe，是八面體間隙；對(duì)γ-Fe，是八面體或四面體間隙。2、形成碳化物與氮化物（1）鋼中常見(jiàn)的碳化物K的類(lèi)型、數(shù)量、大小、形狀及分布對(duì)鋼的性能有極重要的影響。非K形成元素：Ni、Si、Co、Al、Cu等，與碳不能形成K，但可固溶于Fe中形成固溶體，或者形成其它化合物，如氮化物等。非K形成元素均處于周期表Fe的右側(cè)。K形成元素：Ti、Zr、Nb、V、Mo、W、Cr、Mn、Fe等。它們都是過(guò)渡族元素；K形成元素均位于Fe的左側(cè)。M6C：(W，Mo，F(xiàn)e)6C，不是一種金屬K。復(fù)雜立方點(diǎn)陣。常在含W、Mo的合金鋼中出現(xiàn)。

鋼中常見(jiàn)K的類(lèi)型有：M3C：滲碳體，正交點(diǎn)陣；M7C3：例Cr7C3，復(fù)雜六方；可形成復(fù)合K,

如(Cr,Fe,Mo，…)7C3M23C6：例Cr23C6，復(fù)雜立方；多為復(fù)合KM2C：例Mo2C、W2C。密排六方；MC：例VC、TiC，簡(jiǎn)單面心立方點(diǎn)陣；復(fù)雜點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)：M23C6

、M7C3

、M3C。特點(diǎn)：硬度、熔點(diǎn)較低，穩(wěn)定性較差；簡(jiǎn)單點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)：M2C、MC。又稱(chēng)間隙相。特點(diǎn)：硬度高，熔點(diǎn)高，穩(wěn)定性好。M6C型不屬于金屬型的碳化物,復(fù)雜結(jié)構(gòu)，性能特點(diǎn)接近簡(jiǎn)單點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。

在鋼中，鐵的K與合金K相比，是最不穩(wěn)定的。滲碳體中Fe的原子可以被若干Me的原子所取代。如(Fe,Mn)3C、(Fe,Cr)3C等。（2）碳化物形成的一般規(guī)律各元素的rc/rMe的值如下：

MeFeMnCrVMoWTiNbrc/rMe

0.610.600.61

0.570.560.550.530.53

1、碳化物類(lèi)型的形成碳化物類(lèi)型與Me的原子半徑有關(guān)。rc/rMe>0.59—復(fù)雜點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，如Cr、Mn、Fe，形成Cr7C3、Cr23C6、Fe3C、Mn3C等形式的K；rc/rMe<0.59—簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)相，如Mo、W、V、Ti等，形成VC等MC型，W2C等M2C型。Me量少時(shí)，形成復(fù)合碳化物，如(Cr,M)23C6型。2、相似者相溶完全互溶：晶體結(jié)構(gòu)、原子尺寸、電子因素均相似。如Fe3C，Mn3C→(Fe,Mn)3C。M23C6可溶解25%的Fe，還可溶解Mo、W、V等。溶入強(qiáng)者,使K穩(wěn)定性↑;溶入弱者,使K穩(wěn)定性↓有限溶解：一般K都能溶解其它元素，形成復(fù)合K，但都有一定的溶解度。如Fe3C中可溶入一定量的Cr、W、V等.最大值為<20%Cr，<2%W，<0.5%V；MC型不溶入Fe，但可溶入少量W、Mo；W2C中Cr可置換75%的W原子；3、強(qiáng)者先，依次成K形成元素中，強(qiáng)者優(yōu)先與C結(jié)合，隨C↑，依次形成K。如：在含Cr、W鋼中，隨C↑，依次形成M6C，Cr23C6

，Cr7C3,Fe3C。如果鋼中C量有限，則弱的K形成元素溶入固溶體。如：在含Cr、V的低碳鋼中，大部分Cr都在基體固溶體中。（4）、NM/NC比值決定了K類(lèi)型形成什么K主要決定于當(dāng)時(shí)的NM/NC比值。退火態(tài):在Cr鋼中，隨NM/NC↑，先后形成順序?yàn)椋篗3C→M7C3→M23C6

。回火態(tài):基體中的NM/NC↑，則析出的K中NM/NC也↑。如W鋼回火時(shí)，析出順序?yàn)椋?/p>

Fe21W2C6→WC→Fe4W2C→W2C，NW/NC

是不斷↑。注:NM/NC為固容體中Me和C的原子數(shù).（5）、強(qiáng)者穩(wěn)，溶解難，析出難，聚集長(zhǎng)大也難MC型在1000℃以上才開(kāi)始溶解；回火時(shí)，在500~700℃才析出，并且不易長(zhǎng)大，產(chǎn)生“二次硬化”效果。這在高合金鋼中是很重要的強(qiáng)化方法。（3）氮化物及其形成規(guī)律基本性能特點(diǎn)：高硬度、脆性、高熔點(diǎn)。氮化物一般形成間隙相。強(qiáng)氮化物形成元素：Ti、Zr、Nb、V；中強(qiáng)氮化物形成元素：Mo、W；弱氮化物形成元素：Cr、Mn、Fe氮原子比碳原子小，氮原子半徑rN和金屬原子半徑rM之比rN/rM均小于0.59，所以氮化物都呈簡(jiǎn)單密排結(jié)構(gòu)。例如：(1)

NaCl型簡(jiǎn)單立方點(diǎn)陣：TiN，VN，CrN，F(xiàn)e4N（γ'）等(2)

簡(jiǎn)單密排立方點(diǎn)陣：WN，MoN，Cr2N，F(xiàn)e2-3N（ε）等氮化物的穩(wěn)定性和氮化物之間的溶解與碳化物相類(lèi)似。3、金屬間化合物金屬間化合物有：σ相、AB2相（拉氏相）、

AB3相（有序相）等。σ相：在高Cr不銹鋼、鉻鎳及鉻錳奧氏體不銹鋼、高合金耐熱鋼及耐熱合金中，會(huì)出現(xiàn)σ相。AB2相：如Fe2Mo、Fe2W、Fe2Nb等，是尺寸因素起主導(dǎo)作用的化合物，兩組元原子直徑之比為dA:dB=1.2:1.在含W、Mo、Nb和Ti等Me的耐熱鋼中存在。AB3相：Ni3Al、Ni3Ti、Fe3Al、Ni3Fe，是一種有序固溶體相，是介于無(wú)序固溶體與化合物之間的過(guò)渡狀態(tài)。二、合金元素與Fe和C的相互作用1．合金元素與Fe的相互作用（1）γ相穩(wěn)定化元素——使A3降低，A4升高，在較寬的成分范圍內(nèi)，促使奧氏體形成，即擴(kuò)大了γ相區(qū)。α-Feδ-Feγ-Fe鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：圖1-1擴(kuò)大γ相區(qū)并與γ-Fe無(wú)限互溶的Fe-Me相圖(a)及Fe-Ni相圖(b)①開(kāi)啟γ相區(qū)(無(wú)限擴(kuò)大γ相區(qū))Me與γ-Fe形成無(wú)限固溶體，與α-Fe形成有限固溶體。它們均使A3降低，A4升高。如：Mn、Ni、Co等。如果加入足夠量的Ni或Mn，可完全使bcc的α相從相圖上消失，γ相保持到室溫（即A1點(diǎn)降低），故而由γ相區(qū)淬火到室溫較易獲得亞穩(wěn)的A組織，它們是不銹鋼中常用作獲得A的元素。圖1-2擴(kuò)大γ相區(qū)并與γ-Fe有限互溶的Fe-Me相圖(a)及Fe-C相圖(b)②擴(kuò)展γ相區(qū)(有限擴(kuò)大γ相區(qū))Me也使A3降低，A4升高；γ相區(qū)也隨Me的加入而擴(kuò)大，但Me與α-Fe和γ-Fe均形成有限固溶體，最終不能使γ相區(qū)完全開(kāi)啟。這類(lèi)Me主要有C、N、Cu、Zn、Au等。γ相區(qū)借助C及N而擴(kuò)展，當(dāng)C含量在0~2.11%范圍內(nèi)，均可以獲得均勻化的固溶體（A），這構(gòu)成了鋼的整個(gè)熱處理的基礎(chǔ)。（2）α相穩(wěn)定化元素

Me使A4↓，A3↑，在較寬的成分范圍內(nèi)，促使F形成，即↓了γ相區(qū)。圖1-3封閉γ相區(qū)并與α-Fe無(wú)限互溶的Fe-Me相圖(a)及

Fe-Cr相圖(b)①封閉γ相區(qū)(無(wú)限擴(kuò)大α相區(qū))Me使A3↑，A4↓，達(dá)到某一含量時(shí)，A3與A4重合，γ相區(qū)被封閉，或者說(shuō)Me↑了F的形成，使δ相與α相區(qū)連成一片。當(dāng)Me超過(guò)一定含量時(shí)，合金不再有α-γ相變，與α-Fe形成無(wú)限固溶體（這類(lèi)合金不能用正常的熱處理制度）。這類(lèi)Me有：Si、Al和強(qiáng)K形成元素Cr、W、Mo、V、Ti及P、Be等。含Cr量<7%時(shí)，A3↓；含Cr量>7%時(shí)，A3才↑。Cr、V與α-Fe完全互溶，W、Mo、Ti等部分溶解.Me使A3↑，A4↓，使γ相區(qū)↓但不能使其完全封閉。這類(lèi)Me有：B、Nb、Zr等。圖1-4縮小γ相區(qū)的Fe-Me相圖(a)及Fe-Nb相圖(b)②縮小γ相區(qū)(但不能使γ相區(qū)封閉)可將Me分為A形成元素和F形成元素兩大類(lèi)，對(duì)生產(chǎn)實(shí)際有重要的指導(dǎo)意義。通過(guò)控制鋼中Me的種類(lèi)和含量，使鋼在室溫下獲得單相組織。如發(fā)展A鋼時(shí)，需要往鋼中加入Ni、Mn、N等A形成元素；欲發(fā)展F鋼時(shí)，需要往鋼中加入大量的Cr、Si、Al、Mo、Ti等F形成元素。同時(shí)向鋼中加入兩類(lèi)Me時(shí)，其作用往往相互有所抵消。例外：Cr是F形成元素，在Cr18%與Ni同時(shí)加入時(shí)卻促進(jìn)了A的形成。Me擴(kuò)大或縮小γ相區(qū)的作用與該元素在周期表中的位置有關(guān)，與它們的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)、電子因素和原子大小有關(guān)。有利于擴(kuò)大γ相區(qū)的Me，其本身具有fcc點(diǎn)陣或在其多型性轉(zhuǎn)變中有一種fcc點(diǎn)陣，與鐵的電負(fù)性相近，與鐵的原子尺寸相近。2．合金元素與碳的相互作用（1）形成K非K形成元素，相反將“推開(kāi)”C原子，?其活動(dòng)性，即?ac，同時(shí)將出現(xiàn)C從固溶體中析出的傾向。（2）Me對(duì)固溶體中C活度（ac）及擴(kuò)散系數(shù)的影響Me對(duì)碳在固溶體中活度的影響主要表現(xiàn)在存在于固溶體中的Me，會(huì)改變金屬原子與碳的結(jié)合力或結(jié)合強(qiáng)度。K形成元素?固溶體中C與Me之間的結(jié)合力，?ac。在研究K、氮化物和碳、氮化合物在A中的溶解和冷卻時(shí)它們從固溶體中的析出，以及熱處理過(guò)程中元素在各相間的再分配這些問(wèn)題時(shí)，Me對(duì)碳在A中的活度具有很重大的意義。

圖1-5Me的摩爾原子濃度對(duì)1000℃時(shí)碳在A中的相對(duì)活度系數(shù)的影響

主要表現(xiàn)在C在A和F中擴(kuò)散，Me本身在A和F中的擴(kuò)散、Me對(duì)C在A和F中擴(kuò)散以及Me對(duì)Fe的自擴(kuò)散的影響等。K形成元素如Cr、Mo和W等?ac，即?了C在A中的結(jié)合力，因而使擴(kuò)散激活能?，擴(kuò)散系數(shù)?。非K形成元素如Ni、Co等?ac，即?了C在A中的結(jié)合力，因而使擴(kuò)散激活能?，擴(kuò)散系數(shù)?。(3)Me對(duì)C在A中的擴(kuò)散激活能和擴(kuò)散系數(shù)的影響例外：Si能?擴(kuò)散激活能，?擴(kuò)散系數(shù)，由于Si雖?ac，但同時(shí)?了Fe原子的活動(dòng)性，即?了Fe在固溶體中的結(jié)合能，因而得到與Ni、Co相反的結(jié)果。Me與碳的相互作用具有重大的實(shí)際意義:它關(guān)系到所形成的K的種類(lèi)、性質(zhì)和在鋼中的分布。而所有這些都會(huì)直接影響到鋼的性能，如鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、塑性、韌性、紅硬性和某些特殊性能。同時(shí)對(duì)鋼的熱處理亦有較大的影響，如A化溫度和時(shí)間，A晶粒的長(zhǎng)大等。由于Me與C有著不同的親和力，對(duì)相變過(guò)程中C的擴(kuò)散速度亦有較大影響；強(qiáng)K形成元素?C的擴(kuò)散，?C原子的擴(kuò)散速度；弱K形成元素Mn以及大多數(shù)非K形成元素則無(wú)此作用，甚至某些元素如Co還有?C原子擴(kuò)散的作用。因而Me與C的作用對(duì)鋼的相變有重要影響。

三、合金元素對(duì)Fe-Fe3C相圖的影響1、Fe-Fe3C相圖(1)鐵碳合金中的基本相——C原子溶入γ-Fe中形成的間隙固溶體，fcc。C在γ-Fe中的溶解度較大，最大可達(dá)2.11%(1148℃)。隨著溫度↓，C在γ-Fe中的固溶度↓，在727℃時(shí)是0.77%。硬度較低，約為HB170-220，塑性好。奧氏體（γ或A）——鐵和碳的化合物，其碳含量為6.67%。復(fù)雜八面體結(jié)構(gòu)?！荚讦?Fe中的固溶體，bcc。碳在α-Fe中溶解度極小，最多只有0.028%(727℃)，在室溫時(shí)固溶度幾乎降為零。其性能和純鐵基本相同，強(qiáng)度極限只有250MPa，硬度只有80HBS，但塑性(延伸率δ=50%)和沖擊韌性好。鐵素體（α或F）滲碳體（Fe3C）滲碳體的硬度很高，HV800，但極脆，塑性和韌性幾乎是零，強(qiáng)度Rm=30MPa左右?？梢猿势瑺?、粒狀、網(wǎng)狀和板狀形態(tài)存在?！狥和Fe3C的機(jī)械混合物，其含碳量為0.77%，性能介于F和Fe3C之間，緩冷時(shí)硬度約為180～200HBS。珠光體（P）——含碳量為4.3%的液態(tài)合金冷卻到1148℃時(shí)，同時(shí)結(jié)晶出A和Fe3C的共晶體，該共晶體稱(chēng)為高溫萊氏體，用“Ld”表示。而在727℃以下由P和Fe3C所組成的萊氏體稱(chēng)為低溫萊氏體，用“Ld′”表示。萊氏體硬而脆，是白口鑄鐵的基本組織。萊氏體N（0，1394）d-Feg－FeG（0，912）g－Fea-Fe(2)Fe-Fe3C相圖分析1、相圖中的點(diǎn)（14個(gè)）（1）組元的熔點(diǎn)：A(0,1538)：鐵的熔點(diǎn)D(6.69,1227)：Fe3C的熔點(diǎn)（2）同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)：（3）C在鐵中最大溶解度點(diǎn)P(0.218，727)：C在a-Fe中的最大溶解度Q(0.0008，RT)：室溫下C在a-Fe中的溶解度E(2.11，1148)：C在

g-Fe中的最大溶解度H(0.09，1495)：C在

d-Fe中的最大溶解度J(包晶點(diǎn))：(d＋g＋L)三相共存點(diǎn)S(共析點(diǎn))：(g＋a＋Fe3C)C(共晶點(diǎn))：(g＋L＋Fe3C)F(6.69,1148)：滲碳體K(6.69,727)：滲碳體（5）其它點(diǎn)B(0.53，1495)：發(fā)生包晶反應(yīng)時(shí)液相的成分固相線(xiàn)(ＡＨＪＥＣＦ)：結(jié)晶時(shí)固相的成分，其下為固相。HJB——包晶轉(zhuǎn)變ECF——共晶轉(zhuǎn)變PSK(A1線(xiàn))——共析轉(zhuǎn)變2、相圖中的線(xiàn)液相線(xiàn)(ＡＢＣＤ):結(jié)晶時(shí)液相的成分，在其上體系為液相表示恒溫轉(zhuǎn)變的線(xiàn)：PQ——C在F中的最大溶解度隨溫度的變化線(xiàn)固溶度線(xiàn)：ES(Acm線(xiàn))——C在A中的最大溶解度隨溫度的變化線(xiàn)；同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變線(xiàn)：GS(A3線(xiàn))——表示含C<0.77%的鋼加熱時(shí)，F(xiàn)轉(zhuǎn)變?yōu)锳的終了溫度。L+d,L+Fe3C，L+g,

+g,g+ag+Fe3C,a+Fe3C

3、相圖中的相區(qū)單相區(qū)（4個(gè)＋1個(gè)）L、a、g、d（＋Fe3C）兩相區(qū)（7個(gè)）4、Fe-Fe3C相圖中的轉(zhuǎn)變由液相直接結(jié)晶出單一固相的轉(zhuǎn)變，屬于非恒溫轉(zhuǎn)變。（1）勻晶轉(zhuǎn)變：Lg

:由液相中直接結(jié)晶出g相。含碳量：0.53~4.3%LFe3C:由液相中直接結(jié)晶出Fe3C相。含碳量：4.3~6.69%Ld:由液相中直接結(jié)晶出d相。含碳量：0～0.53%）（2）同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變d(b.c.c)g(f.c.c)NH（開(kāi)始線(xiàn)）NJ（結(jié)束線(xiàn)）g(f.c.c)a(b.c.c)GS（開(kāi)始線(xiàn)）GP（結(jié)束線(xiàn)）從一個(gè)固相中析出另一個(gè)固相的轉(zhuǎn)變。溫度降低，C在Fe中的溶解度也降低，合金的含C量就超過(guò)溶解度，多余的C就以Fe3C析出。（3）析出轉(zhuǎn)變：gFe3CII析出aFe3CIII析出1）包晶轉(zhuǎn)變→HJB線(xiàn)

（4）恒溫轉(zhuǎn)變dH0.09LB0.53gJ0.17+1495oC含義：由一定成分的液相和一定成分的固相生成另一個(gè)一定成分新固相的反應(yīng)2）共晶轉(zhuǎn)變gE2.11Lc4.3Fe3C6.69+1148oC含義：由一定成分的液相在恒溫下同時(shí)轉(zhuǎn)變成兩個(gè)一定成分的固相的轉(zhuǎn)變。3）共析轉(zhuǎn)變aP0.0218gs0.77Fe3C6.69+727oC含義：在恒溫下由一個(gè)固定成分的固相同時(shí)生成兩個(gè)固定成分的新固相的轉(zhuǎn)變。產(chǎn)物：P。(3)典型鐵碳合金結(jié)晶過(guò)程分析方法和步驟在相圖的橫坐標(biāo)上找出給定的成分點(diǎn)，過(guò)該點(diǎn)作成分線(xiàn)；在成分線(xiàn)與相圖的各條線(xiàn)的交點(diǎn)作標(biāo)記（一般用1、2、3、4等）根據(jù)每條線(xiàn)表示的轉(zhuǎn)變，寫(xiě)出每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)之間或者重要點(diǎn)上發(fā)生的轉(zhuǎn)變；由液相分析至室溫。室溫下該成分線(xiàn)所在的相區(qū)，合金室溫下就具有那個(gè)相。組織組成物則取決于冷卻過(guò)程中發(fā)生的轉(zhuǎn)變。共析鋼室溫平衡組織為P。