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铁碳合金相图及其热处理 润邦卡哥特科 、 第一章 铁碳合金相图 第一节 二元相图的建立 相图是描述系统的状态、温度、压力及成分之间关系的一种图 解，又称为状态图。利用相图可以知道不同成分的材料在不同温度 下存在哪些相下存在哪些相、、各相的相对量各相的相对量、、成分及温度变化时所可能发生的变成分及温度变化时所可能发生的变 化。所以，相图在生产中，可以作为制定金属材料熔炼、铸造、锻 造和热处理等工艺规程的重要依据 测定二元相图最常用的方法是热分析法。现在以Cu—Ni合金 系为例，说明用热分析法建立相图的具体步骤。 下图是用热分析法建立Cu-Ni合金相图的示意图。 先测定100%Ni、20%Cu+80%Ni、40%Cu+60%Ni 、60%Cu+40%Ni、 80%Cu+20%Ni、100%Cu各金属和合金的热分析冷却曲线（见图4-1 （a ）），然后将冷却曲线中的结晶开始温度（上临界点）和结晶终了温 度（下临界点），在温度—成分坐标图中，对应各合金成分线取点，分别 连接各上临界点和下临界点，得到两条曲线，与坐标共同组成Cu-Ni合金 相图。 第二节 铁碳合金的相结构 １、基本概念 1.1 同素异构转变转变——固态下，一种种元素的晶体结构 随温度发生变化的现象。 δ-Fe→γ-Fe→α-Fe 体心 面心 体心 1.2 所谓固溶体是指溶质原子溶入金属溶剂的晶格中所组成的合金 相。两组元在液态下互溶，固态也相互溶解，且形成均匀一致的物质。 形成形成固溶体固溶体时时，含量大者为溶剂含量大者为溶剂，含量少者为溶质含量少者为溶质；；溶剂的溶剂的晶格晶格即为即为 固溶体的晶格。 1.3 匀晶转变：由液相结晶出单相固溶体的过程称为匀晶转变 11.44 在在一定的温度时定的温度时，固相与液相相互作用转变成另固相与液相相互作用转变成另一固溶体固溶体 1.5 共晶转变：具有一定成分的液相，在一定的温度下，同时结晶 出一定成分的两个固相 1.6 共析转变共析转变：就是指在就是指在一定的定的温度度下,一定成分的固相定成分的固相同时析出两时析出两 种一定成分的固相的反应. ２２、铁碳合金的基本相铁碳合金的基本相 基本相 定义 力学性能 溶碳量 铁素体 F 碳在 α-Fe中的 强度,硬度低，塑性,韧 最 大 间隙固溶体 性好 0.0218% 奥氏体奥氏体 AA 碳在碳在 γγ-FeFe中的中的 硬度低硬度低，塑性好塑性好 最大最大22.1111%% 间隙固溶体 渗渗 碳碳 体体 FeFe与与CC的金属化的金属化 硬硬 而而 脆脆 66..6969%% Fe3C 合物 800HBW,δ↑=αk=0 珠光体珠光体 强度高强度高750MPA 硬度较低硬度较低 33. 铁碳合金相图铁碳合金相图 ３３.1 .1 相图中各点的温度、含碳量及含义 符号符号 温度度 （℃） 含碳含碳量[[% （质质量） 含含 义义 ] A 1538 0 纯铁的熔点 B 1495 0.53 包晶转变时液态晶转变时液态合金的成分的成分 C 1148 4.30 共晶点 D 1227 6.69 Fe C的熔点