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1.铁碳合金及其性能 a. Fe-Fe3C相图 碳钢和铸铁是最为广泛使用的金属材料，铁碳相图是研究钢铁材料的组织和性能及其热加工和热处理工艺的重要工具。 2.铁碳合金组织和性能 2.铁碳合金组织和性能 1、铁素体（F）：碳与α-Fe形成的间隙固溶体。 性能---强度和硬度低，塑性和韧性好。 2、奥氏体（A）：碳与γ-Fe形成的间隙固溶体。高温组织，在大于727℃时存在。 性能---塑性好，强度和硬度高于F。在锻造、轧制时常要加热到A，可提高塑性，易于加工。 2.铁碳合金组织和性能 3、渗碳体（ Fe3C ）：铁与碳形成的金属化合物。 性能---硬度高，脆性大，塑性、韧性几乎为零 4、珠光体（ P ）：F与Fe3C组成的机械混合物。 性能---力学性能介于两者之间。 2.铁碳合金组织和性能 5、莱氏体（ Ld ）：A与Fe3C组成的机械混合物。 性能---硬度高，塑性差。 6、低温莱氏体/变态莱氏体(Ld’)：P与Fe3C组成的机械混合物。 3）两条磁性转变线： MO---铁素体的磁性转变线 过230 ℃的虚线---渗碳体的磁性转变线 区： 1）五个基本相区： ABCD以上---液相区 AHNA---δ NJESGN---A（γ） GPQG---F（α） DFKL--- Fe3C 七个两相区 1. L+δ 2. L+γ 3.L+ Fe3C 4. δ+γ 5.α+γ 6.γ+ Fe3C 7.α+ Fe3C. 三个三相区 三条水平线，三条恒温转变线： :HJB线、ECF线和PSK线. ② ECF线—发生共晶转变，温度为1148℃，转变产物为奥氏体和渗碳体的机械混合物,称为莱氏体，用符号“Le”表示。 L4.3= A2.11+Fe3C ③ PSK线—发生共析转变，温度为727℃，转变产物为铁素 体和渗碳体的机械混合物，称为珠光体，以符号 “P”表示。 A0.77= F0.0218+ Fe3C 铁碳合金碳含量增加，组织按下列顺序变化： F、F+P、P、P+Fe3CⅡ、P+ Fe3CⅡ+ Ld′、Ld′、Ld′+ Fe3CⅠ、Fe3C 2.碳对力学性能的影响 强度、硬度升高， 塑韧性下降。 3.碳对工艺性能的影响 （1）切削加工性 （2）可锻性：C%2.11%，适合锻造，可得到单相组织。 C%0.25%，适合冷塑变，变形阻力小。 （3）铸造性：C%～4.3%，适合铸造，流动性好。 （4）适合热处理：0.0218 % C% 2.11 % ，有固态相变。 Fe-Fe3C相图分析 点：16个。 线：两条磁性转变线； 三条等温转变线； 其余三条线：GS,ES,PQ。 区：5个单相区， 7个两相区， 3个三相区。 相图标注：相组成物标注的相图。 组织组成物标注的相图。 3）S点为共析点 合金在平衡结晶过程中冷却到727℃时，S点成分的A发生共析反应，生成P点成分的F和Fe3C。 线：液相线ABCD，固相线AHJECF。 点： 2）C点为共晶点 合金在平衡结晶过程中冷却到1148℃时，C点成分的L发生共晶反应，生成E点成分的A和Fe3C。 共晶反应的产物是奥氏体与渗碳体的共晶混合物，称莱氏体，以符号Ld表示。在显微镜下莱氏体的形态是：块状或粒状A（室温时转变成珠光体）分布在渗碳体基体上。 点： 1）J为包晶点 合金在平衡结晶过程中冷却到1495℃时，点成分的L与H点成分的δ发生包晶反应，生成J点成分的A。 ① HJB线—发生包晶转变， 温度为1495℃，转变产物为奥氏体。 即： L0.53+δ0.09=A0.17 * * 2.渗碳体：铁与碳形成的金属化合物。 (Fe3C) 3.石墨： Fe3C 3Fe+C 2.铁碳合金及其性能 一、 碳在钢铁中的四种存在形式： 1. 固溶体： （1）铁的同素异构转变 770℃，α-Fe由顺磁性转变为铁磁性(A2) 230 ℃,Fe3c由顺磁性转变为铁磁性(A0) （2）铁素体和奥氏体 铁素体：碳与α-Fe形成的间隙固溶体。(F