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金相组织---铁碳合金 日期:2017.08.17

一、基本概念


1、铁碳合金:碳钢和铸铁的统称,都是以铁和碳为基本组元的合金
2、碳钢:含碳量为0.0218%~2.11%的铁碳合金
3、铸铁:含碳量大于2.11%的铁碳合金
4、铁碳合金相图:研究铁碳合金的工具,是研究碳钢和铸铁成分、温度、组织和性能之间关系的理论基础,也是制定各种热加工工艺的依据。


注:由于含碳量大于Fe3C的含碳量(6.69%)时,合金太脆,无实用价值,因此所讨论的铁碳合金相图实际上是Fe-Fe3C


二、组元


1、纯铁:纯铁指的是室温下的α-Fe,强度、硬度低,塑性、韧性好。


2、碳:碳是非金属元素,自然界存在的游离的碳有金刚石和石墨,它们是同素异构体。


3、碳在铁碳合金中的存在形式有三种:


●C与Fe形成金属化合物,即渗碳体;
●C以游离态的石墨存在于合金中。
●C溶于Fe的不同晶格中形成固溶体;


A. 铁素体:C溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体,体心立方晶格,用符号“F”或“α”表示,铁素体是一种强度和硬度低,而塑性和韧性好的相,铁素体在室温下可稳定存在。


B. 奥氏体:C溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体,面心立方晶格,用符号“A”或“γ”表示,奥氏体强度低、塑性好,钢材的热加工都在奥氏体相区进行,奥氏体在高温下可稳定存在。


C. C与Fe形成金属化合物:即渗碳体Fe3C,Fe与C组成的金属化合物,Fe与C组成的金属化合物,含碳量为6.69%。以“Fe3C”或“Cm”符号表示,渗碳体的熔点为1227℃,硬度很高(HB=800)而脆,塑性几乎等于零。渗碳体在钢和铸铁中,一般呈片状、网状或球状存在。它的形状和分布对钢的性能影响很大,是铁碳合金的重要强化相。碳在a-Fe中溶解度很低,所以常温下碳以渗碳体或石墨的形式存在。