《金属学与热处理 Physical metallurgy and heat treatment》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 铁碳合金（4.3）典型合金的结晶及其组织

§4-3典型合金的结晶及其组织 一、铁渗碳体相图中铁碳合金的分类 Fe-Fe2C相图中不同成分的铁碳合金,具有不同显微组织 和性能,通常根据相图中P点,E点将铁碳合金氛围工业 纯铁,钢和白口铸铁三大类。 1.工业纯铁 6成分P点以左(Wc<0.02180%)的铁碳合金,其室温组织 为铁素体和三次渗碳体。 上一级

§4-3 典型合金的结晶及其组织 一、铁—渗碳体相图中铁碳合金的分类 Fe-Fe3C相图中不同成分的铁碳合金，具有不同显微组织 和性能，通常根据相图中P点，E点将铁碳合金氛围工业 纯铁，钢和白口铸铁三大类。 1．工业纯铁 成分P点以左（Wc<0.0218%）的铁碳合金，其室温组织 为铁素体 和三次渗碳体。 上一级

2、钢 成分为P点与E点间(wc=0.0218~211%)的 Fe-C合金。其特点是高温固态组织为塑性很好 的y,因而可进行热加工 6根据含碳量不同又可分为三类: (1)共析钢—含碳量=0.77% 6(2)亚共析钢—含碳量0.77% 上一级

2、钢 成分为P点与E点间（Wc=0.0218～2.11%）的 Fe-C合金。其特点是高温固态组织为塑性很好 的γ，因而可进行热加工。 根据含碳量不同又可分为三类： （1） 共 析 钢——含碳量=0.77% （2） 亚共析钢——含碳量0.77% 上一级

3.白口铸铁 成分为E点右面(C%=2.11~6.69%)的铁碳合金 其特点是液态结晶时都有共晶转变,因而与钢 相比有较好的铸造性能。但高温中组织硬脆的 渗碳体量很多,故不能进行压力加工,根据相 白口铸铁分为:共晶白口铸铁C%=43%; 亚共晶白口铸铁C%4.3% 上一级

3． 白口铸铁 成分为E点右面（C%=2.11~6.69%）的铁碳合金。 其特点是液态结晶时都有共晶转变，因而与钢 相比有较好的铸造性能。但高温中组织硬脆的 渗碳体量很多，故不能进行压力加工，根据相 图： 白口铸铁分为：共晶白口铸铁——C%=4.3%； 亚共晶白口铸铁——C%4.3% 上一级

、FeFe2C合金的结晶过程及组织转变 I I I VⅥ 1538℃ E|2c22 912℃ K e FeC 上一级

二、Fe-Fe3 C合金的结晶过程及组织转变 1 2 3 1 2 3 1 2 3 上一级

1合金I(共析钢) 1点→2点与匀晶相图完全相同。 2点为奥氏体 2点→3点组织不变 3点y→(F+Fe2C) SK6.69-0.77 100%=88.8% PK6.69-0.0218 PS0.77-0.0218 FerC ×1009=11.29 PK669-0.0218 上一级

1.合金Ⅰ（共析钢） 1点→2点 与匀晶相图完全相同。 2点为奥氏体 2点→3点 组织不变 3点 100% 88.8% 6.69 0.0218 6.69 0.77  = − − = = PK SK F 100% 1 1.2% 6.6 9 0.0218 0.7 7 0.0218 3  = − − = = PK P S F e C 上一级 ( )  S  F + Fe3 C

2.合金Ⅱ(亚共析钢) 1点→3点结晶过程与共析钢相似 3点 奥氏体开始转变成铁素体 3点→4点由奥氏体逐渐转变成铁素体 4点 剩余奥氏体发生共析转变 亚共析钢的室温组织为铁素体和珠光体。在显微分析 中,可以根据珠光体和铁素体所占面积的相对量,来 估算出亚共析钢中碳的质量分数Wco eWC→P×0.7%(P:珠光体在显微组织中所占的面积百 分比) 上一级

2. 合金Ⅱ（亚共析钢） 1点→3点 结晶过程与共析钢相似 3点 奥氏体开始转变成铁素体 3点→4点 由奥氏体逐渐转变成铁素体 4点 剩余奥氏体发生共析转变 亚共析钢的室温组织为铁素体和珠光体。在显微分析 中，可以根据珠光体和铁素体所占面积的相对量，来 估算出亚共析钢中碳的质量分数WC。 WC=P×0.77% (P：珠光体在显微组织中所占的面积百 分比) 上一级

63.合金Ⅲ(过共析钢) 1点→3点间的结晶过程与共析钢相同 3点开始析出二次渗碳体。 3点→4点不断析出二次渗碳体。 64点发生共析转变而形成珠光体 过共析钢室温组织为二次渗碳体和珠光体。 2.11-0.77 Fec ∏最多 ×100%=22.6% 6.69-0.77 上一级

3．合金Ⅲ（过共析钢） 1点→3点间的结晶过程与共析钢相同。 3点 开始析出二次渗碳体。 3点→4点 不断析出二次渗碳体。 4点 发生共析转变而形成珠光体。 过共析钢室温组织为二次渗碳体和珠光体。 100% 22.6% 6.69 0.77 2.11 0.77 3  = − − Fe C最多 = 上一级

4.合金Ⅳ(共晶白口铸铁) 1点:发生共晶转变 1148t c→(Ax+FeC) 1点→2点:奥氏体不断析出二次渗碳体 2点:奥氏体发生共析转变而形成珠光体 室温组织为:变态莱氏体 上一级

4．合金Ⅳ（共晶白口铸铁） 1点：发生共晶转变 1点→2点：奥氏体不断析出二次渗碳体 2点：奥氏体发生共析转变而形成珠光体 室温组织为：变态莱氏体 上一级

5.合金V(亚共晶白口铸铁) 1点:开始结晶出初晶奥氏体 2点:发生共晶转变 2点→3点:初晶奥氏体不断析出二次渗碳体 3点:发生共析转变而形成珠光体 亚共晶白口铸铁的室温组织为珠光体、二次渗碳体 和变态莱氏体。 上一级

5． 合金Ⅴ （亚共晶白口铸铁） 1点： 开始结晶出初晶奥氏体 2点： 发生共晶转变 2点→3点：初晶奥氏体不断析出二次渗碳体 3点： 发生共析转变而形成珠光体 亚共晶白口铸铁的室温组织为珠光体、二次渗碳体 和变态莱氏体。 上一级

66.合金Ⅵ(过共晶白口铸铁) 1点:液相中开始结晶出一次渗碳体 1点→2点:不断析出一次渗碳体 2点:发生共晶转变而形成莱氏体 2点→3点:析出二次渗碳体 3点:发生共析转变形成珠光体 过共晶白口铸铁的室温组织为一次渗碳体和变态莱 氏体。 上一级

6． 合金Ⅵ（过共晶白口铸铁） 1点：液相中开始结晶出一次渗碳体 1点→2点：不断析出一次渗碳体 2点：发生共晶转变而形成莱氏体 2点→3点：析出二次渗碳体 3点：发生共析转变形成珠光体 过共晶白口铸铁的室温组织为一次渗碳体和变态莱 氏体。 上一级