铸铁及其熔炼-第一章详解.pptVIP

② 长大： Fe3C或α从奥氏体界面上并向奥氏体相内生成后，便开始 生长。在Fe3C与α同时生长的过程中，各自的前沿有碳和铁的富集，生长 前沿产生溶质元素的交替扩散，使晶体生长。 a. 向前生长 b. 搭桥或分枝向侧面生长 图1-15 珠光体长大时碳的扩散 4. 白口铸铁中的中低温转变（同HT） * * * * * School of Materials Science and Engineering 铸铁及其熔炼第一章 铸铁的结晶及组织的形成王悔改 主讲 第一节 铁-碳及铁-碳-硅相图 一. 铁-碳相图的二重性 Fe-C合金中的碳有渗碳体Fe3C和石墨两种存在形式。在通常情况下，碳以Fe3C的形式存在，即Fe-C合金按Fe-Fe3C系转变。但Fe3C是一亚稳相，在一定条件下分解为铁和石墨，所以石墨是碳存在的更稳定状态。这样Fe-C相图就有Fe-Fe3C和Fe-G两种形式。 二. 铁-碳双重相图及其分析 图1-1 Fe-C双重相图 1. 铁-碳相图各临界点的意义、温度及成分 点 意义 温度(℃) 碳量(wt%) 点 意义 温度(℃) 碳量(wt%) A 纯铁的熔点 1536 0.00 H 碳在δ-Fe中的最大溶解度 1493 0.086 B 包晶转变时液态合金的成分 1493 0.53 J 包晶点 1493 0.16 C 共晶点 1147 4.30 K 渗碳体的成分 727 6.689 C′ 1153 4.26 K′ 736 6.689 D 渗碳体的熔点 1252 6.689 N γ-Fe?δ-Fe转变温度 1392 0.00 D′ 4000 100 P 碳在α-Fe中的最大溶解度 727 0.034 E 碳在γ-Fe中的最大溶解度 1147 2.14 P′ 736 0.032 E′ 1153 2.10 Q 0℃时碳在α-Fe中的溶解度 0 0.00 F 渗碳体的成分 1147 6.689 S 共析点 727 0.76 F′ 1153 6.689 S′ 736 0.69 G α-Fe?γ-Fe转变温度 911 0.00 2. 铁-碳相图上的三个基本反应 ① 在HJB线温度发生包晶反应： LB+δH →γJ ② 在ECF线温度发生共晶反应： LC →γE +Fe3C ③ 在PSK线温度发生共析反应: γS →αP+Fe3C 3. 铁-碳相图上的几条线的含义 ① GS线（A3线）：奥氏体中开始析出铁素体或铁素体全部溶入奥氏体的转变线。 ② ES线（Acm线）：碳在奥氏体中的溶解度曲线。 ③ PQ线：碳在铁素体中的溶解度曲线。 4. Fe-G和Fe-Fe3C相图的比较 ② 共析点的成分及温度不同 γS ′(0.69%C) →αP ′ +G γS (0.76%C) →αP+Fe3C 总体来讲：稳定平衡的铁-碳相图中的共晶和共析转变温度比介稳定 平衡的高一些；在共晶温度时，和石墨平衡的奥氏体中含碳量比和渗碳 体平衡的奥氏体中的含碳量要低一些。 实际问题：成分相同的铁液，浇注不同壁厚的铸件或用冷速不同的铸型，会得到灰口或白口断面的铸件。用铁-碳相图的二重性进行解释。 ① 共晶点的成分及温度不同 LC′ (4.26%C) →γE ′(2.10%C)+G LC (4.30%C) →γE (2.14%C)+Fe3C 5. Fe-C相图的应用 ① 铸造工艺方面：根据相图确定合金的浇注温度，一般在液相线以上50-100 ℃。共晶成分附近合金的流动性好，分散缩孔少，可获得致密铸件。 ② 热锻和热轧方面：钢处于奥氏体状态时强度较低，塑性较好，因此锻造或轧制选在单相奥氏体区进行。一般始锻或始轧温度控制在固相线以下100-200 ℃。 　　③ 热处理方面：一些热处理工艺如退火，正火，淬火的加热温度都是依据相图确定的。 　　注意： Fe-C相图只反映铁碳二元合金中相的平衡状态，如含有其他元素，相图将发生变化；Fe-C相图反映的是平衡条件下铁碳合金中相的状态，若冷却或加热速度较快时，其组织转变就不能只用相图进行分析了。 三.铁-碳-硅准二元相图 图1-2 Fe-C-Si合金相图的垂直截面 a）Wsi=2.4% b） Wsi=4.8% c）Wsi=6.0% 相图分析 图中存在四个单相区、七个两相区和三个三相区。 硅对相图的影响 铸铁中除Fe、C之外，还有Si、Mn、S、P等