第2章 铁碳合金与铁碳合金相图

2.1       铁碳合金的基本组织
1.1.    铁素体
碳与α-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体，用F表示。强度和硬度低，塑性和韧性好。
1.2.    奥氏体
碳与γ-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体，用A表示。高温组织，在大于727℃时存在。塑性好，强度和硬度高于F，在锻造、轧制时常要加热到A，提高塑性，易于加工。
1.3.    渗碳体
铁与碳形成的金属化合物，硬度高，脆性大。用Fe3C
1.4.    珠光体
F与Fe3C混合物。强度，硬度，塑性，韧性介于两者之间。
1.5.    莱氏体
A与Fe3C混合物硬度高，塑性差。

2.2       铁碳合金状态图

2.2.1    状态图主要点线
主要点

主要线：
ABCD线
      液相线，液相冷却至此开始析出，加热至此全部转化。
AHJECF线
      固相线，液态合金至此线全部结晶为固相，加热至此开始转化
GS线
      A3线，A开始析出F的转变线，加热时F全部溶入A
ES线
      Acm线，C在A中溶解度曲线
ECF线
      共晶线，含C量2.11-6.69%至此发生共晶反应，结晶出A与Fe3C混合物，莱氏体。
PSK线
      共析线，含C量在0.0218-6.69%至此反生共析反应，产生出珠光体
2.2.2    铁碳合金分类
2.2.2.1        钢 含C量0.0218～2.11%
      共析钢    含C量0.77%
      亚共析钢0.0218-0.77%
      过共析钢0.77-2.11%
2.2.2.2        白口铸铁 2.11-6.69%
      共晶白口铸铁       4.3%
      亚共晶白口铸铁    2.11-4.3%
      过共晶白口铸铁    4.3-6.69%
2.2.3    铁碳合金相图的作用
在铸造方面
       选择合适的浇铸温度，流动性好
在煅造方面
       选择合适的温度区，奥氏体区
在热处理方面
       退火，正火，淬火等
2.2.4 碳对铁碳合金平衡组织和性能的影响
一、含碳量对平衡组织的影响
    室温下，铁碳合金均由a+ Fe₃C两相组成
    随含碳量不同，可分为七个典型组织区
二、含碳量对机械性能的影响
•     珠光体P：为F + Fe₃C的混合物，呈层片状，由于Fe₃C的强化作用，珠光体性能较好；
•     亚共析钢：由F + P组成，随碳量增加，珠光体量增加，强度性能提高；
•     过共析钢：P+ Fe₃C(II)组成，当含碳量<1%， Fe₃C(II)断续分布在晶界处，强度提高；当含碳量>1%， Fe₃C(II)呈网状分布在晶界处，强度性能下降。
•     莱氏体：硬而脆