鐵碳合金相圖是怎麼來的

⑴ 鐵碳相圖可知，冷卻到室溫後都會是鐵素體+滲碳體，為什麼熱處理降到室溫後能可以得到奧氏體，奧氏體不是

1. 鐵碳合金相圖是在非常緩慢地加熱和冷卻的條件下測定的，是接近平衡狀態的結果，而實際熱處理生產中的加熱和冷卻不會非常緩慢，甚至非常快，已經偏離了平衡狀態。因此，在不平衡條件下，需要藉助其他的知識與鐵碳合金相圖結合，才能夠得出正確的結果。

2. 鐵碳合金相圖是以極純的鐵和碳配製的合金測定的。實際應用的鋼鐵材料中，當其他多種元素的含量較高時，對臨界點和相的成分等都可能有重大的影響，因此，鐵碳合金相圖無法確切表示品種繁多的合金鋼的情況。

   所以，一些合金鋼，特別是含有擴大奧氏體區的一些合金元素如鎳、鈷、錳等元素的奧氏體鋼，室溫就存在在鐵碳合金相圖中高溫才能夠存在的奧氏體。

⑵ 鐵碳合金相圖的具體分析過程

一丶鐵碳合金相圖分析如下：

Fe—Fe3C相圖看起 來比較復雜,但它仍然是由一些基本相圖組成的,我們可以將Fe—Fe3C相圖分成上下兩個部分來分析.

1.【共晶轉變】

（1）在1148℃,2.11%C的液相發生共晶轉變:Lc (AE+Fe3C),

（2）轉變的產物稱為萊氏體,用符號Ld表示.

（3）存在於1148℃~727℃之間的萊氏體稱為高溫萊氏體,用符號Ld表示,組織由奧氏體和滲碳體組成;存在於727℃以下的萊氏體稱為變態萊氏體或稱低溫萊氏體,用符號Ldˊ表示,組織由滲碳體和珠光體組成.

（4）低溫萊氏體是由珠光體,Fe3CⅡ和共晶Fe3C組成的機械混合物.經4%硝酸酒精溶液浸蝕後在顯微鏡下觀察,其中珠光體呈黑色顆粒狀或短棒狀分布在Fe3C基體上,Fe3CⅡ和共晶Fe3C交織在一起,一般無法分辨.

2.【共析轉變】

（1）在727℃,0.77%的奧氏體發生共析轉變:AS (F+Fe3C),轉變的產物稱為珠光體.

（2）共析轉變與共晶轉變的區別是轉變物是固體而非液體.

3.【特徵點】

（1）相圖中應該掌握的特徵點有:A,D,E,C,G(A3點),S(A1點),它們的含義一定要搞清楚.根據相圖分析如下點：

（2）相圖中重要的點(14個)：

1.組元的熔點: A (0, 1538) 鐵的熔點;D (6.69, 1227) Fe3C的熔點

2.同素異構轉變點:N(0, 1394)δ-Fe γ-Fe;G(0, 912)γ-Fe α-Fe

相圖

3.碳在鐵中最大溶解度點:

P(0.0218,727),碳在α-Fe 中的最大溶解度；E(2.11,1148),碳在γ-Fe 中的最大溶解度

H (0.09,1495),碳在δ-Fe中的最大溶解度；Q(0.0008,RT),室溫下碳在α-Fe 中的溶解度

4.【三相共存點】

S(共析點,0.77,727),(A+F +Fe3C)；C(共晶點,4.3,1148),( A+L +Fe3C)

J(包晶點,0.17,1495)( δ+ A+L )

5.【其它點】

B(0.53,1495),發生包晶反應時液相的成分；F(6.69,1148 ) , 滲碳體；K (6.69,727 ) , 滲碳體

6.【特性線】

（1）相圖中的一些線應該掌握的線有:ECF線,PSK線(A1線),GS線(A3線),ES線(ACM線)

（2）水平線ECF為共晶反應線.

（3）碳質量分數在2.11%～6.69%之間的鐵碳合金, 在平衡結晶過程中均發生共晶反應.

（4）水平線PSK為共析反應線

（5）碳質量分數為0.0218%～6.69%的鐵碳合金, 在平衡結晶過程中均發生共析反應.PSK線亦稱A1線.

（6）GS線是合金冷卻時自A中開始析出F的臨界溫度線, 通常稱A3線.

（7）ES線是碳在A中的固溶線, 通常叫做Acm線.由於在1148℃時A中溶碳量最大可 達2.11%, 而在727℃時僅為0.77%, 因此碳質量分數大於0.77%的鐵碳合金自1148℃冷至727℃的過程中, 將從A中析出Fe3C.析出的滲碳體稱為二次滲碳體(Fe3CII). Acm線亦為從A中開始析出Fe3CII的臨界溫度線.

（8）PQ線是碳在F中固溶線.在727℃時F中溶碳量最大可達0.0218%, 室溫時僅為0.0008%, 因此碳質量分數大於0.0008%的鐵碳合金自727℃冷至室溫的過程中, 將從F中析出Fe3C.析出的滲碳體稱為三次滲碳體(Fe3CIII).PQ線亦為從F中開始析出Fe3CIII的臨界溫度線.Fe3CIII數量極少,往往予以忽略.

（9）Ac1— 在加熱過程中，奧氏體開始形成的溫度。

（10）Ac3— 在加熱過程中，奧氏體完全形成的溫度

（11）Ar1— 在冷卻過程中奧氏體完全轉變為鐵素體或鐵素體加滲碳體的溫度

（12）Ar3— 在冷卻過程中奧氏體開始轉變為鐵素的溫度

（13）Arcm— 在過共析鋼冷卻過程中滲碳體開始沉澱的溫度，

·（14）Accm— 在過共析鋼加熱過程中，滲碳體完全轉化為奧氏體的溫度。

6.【相圖相區】

1.單相區(4個+1個): L,δ,A,F ,(+ Fe3C)

2.兩相區(7個):L + δ,L + Fe3C,L + A, δ+ A ,A + F ,A + Fe3C ,F + Fe3C.

⑶ 什麼是合金相圖

合金相圖一般指鐵碳合金相圖。如圖：

鐵碳合金相圖實際上是Fe-Fe3C相圖，鐵碳合金的基本組元也應該是純鐵和Fe3C。鐵存在著同素異晶轉變，即在固態下有不同的結構。不同結構的鐵與碳可以形成不同的固溶體，Fe—Fe3C相圖上的固溶體都是間隙固溶體。由於α-Fe和γ-Fe晶格中的孔隙特點不同，因而兩者的溶碳能力也不同。

在鐵碳合金中一共有三個相，即鐵素體、奧氏體和滲碳體。但奧氏體一般僅存在於高溫下，所以室溫下所有的鐵碳合金中只有兩個相，就是鐵素體和滲碳體。由於鐵素體中的含碳量非常少，所以可以認為鐵碳合金中的碳絕大部分存在於滲碳體中。鐵和碳可以形成一系列化合物，如Fe3C、Fe2C、FeC等，有實用意義並被深入研究的只是Fe-Fe3C部分，通常稱其為Fe-Fe3C相圖，此時相圖的組元為Fe和Fe3C。

由於實際使用的鐵碳合金其含碳量多在5%以下，因此成分軸從0~6.69%，所謂的鐵碳合金相圖實際上就是Fe—Fe3C相圖。

⑷ 為什麼鐵碳合金會存在雙重相圖雙重相圖的存在對鑄鐵件的生產有何實際意義

因為鐵碳合金中的碳進入鐵中有兩種形式：
1、以化合物存在，即以 Fe3C存在，這個時候分析鐵碳合金必須採用Fe-Fe3C合金相圖。
2、以單質存在，即以石墨的形式存在，這個時候分析鐵碳合金必須採用Fe-C合金相圖。
因此，實際應用中，需要根據碳的存在形式不同，分別選用不同的相圖。所以鐵碳合金相圖有兩種，即雙重相圖。
由於鑄鐵大部分碳以石墨形式存在，所以，鑄鐵通常選用Fe-C合金相圖。而一部分鑄鐵中的碳以Fe3C存在，如白口鑄鐵，這個時候必須採用Fe-Fe3C合金相圖，而如果鑄鐵中碳，一部分以石墨存在，一部分以滲碳體存在，這個時候分析鐵碳合金必須採用Fe-Fe3C、Fe-C合金雙重相圖共同來分析。

⑸ 什麼叫鐵碳合金相圖

鐵碳合金相圖是鐵碳二元合金的成分、溫度、形成相之間關系的圖解，是了解鐵碳合金平衡狀態下，不同的合金成分，在不同溫度下所處的狀態（相），所以，也稱之為鐵碳合金平衡圖或鐵碳合金狀態圖。

⑹ 鐵的相圖分析

碳鋼和鑄鐵是現代汽車工業生產中使用最廣泛的金屬材料，它主要是由鐵和碳兩種元素組成的合金。鋼鐵的成分不同，則組織和性能不同，應用也不一樣。

一、鐵碳合金相圖
利用鐵碳合金相圖，對於材料的應用、加工、熱處理具有重要的指導意義。碳和鐵可形成一些列化合物：Fe3C,Fe2C,FeC。
Fe3C的質量分數為6.69%，超過6.69%的鐵碳合金脆性很大，無實用意義，所以只研究Fe-Fe3C相圖。
鐵碳合金相圖表示在緩慢冷卻（或緩慢加熱）的條件下，不同成分的鐵碳合金的狀態或組織隨溫度變化的圖形。

二、鐵碳合金的組織
1、固溶體
（1）鐵素體（F）：C→á-Fe所形成的間隙固溶體。
性能：強度、硬度低，塑性、韌性好。
（2）奧氏體（A）：C→ã-Fe所形成的間隙固溶體。
性能：強度、硬度低，塑性好。
2、化合物
滲碳體（Fe3C）,復雜斜方；硬而脆，含C量為6.69%；顯微形態可顯示為片狀、粒狀，網狀和板條狀，它的形狀和分布對鋼的性能有很大影響，滲碳體是鋼中主要的強化相。
3、機械混合物：
（1）珠光體（P）:（F+Fe3C）C:0.77%;片層狀，珍珠光澤。
性能：強度，硬度比F高；而塑性韌性比F低。
（2）萊氏體：分為高溫萊氏體（Ld=A+（ F+Fe3C））和低溫萊氏體（L′d=P+（F+Fe3C））
高溫萊氏體性能：碳的質量分數為4.3%，性能與滲碳體相似，硬而脆。
低溫萊氏體性能：性能取決於組成物的性能。
結論：鐵碳合金中有五種組織：F、P、Ld (L』d)、Fe3C
基本相：F、A、Fe3C （P32看錶3-1） 混合相： P、Ld(L』d)
三、Fe-Fe3C相圖分析
（分析簡化後的相圖）

四、相圖中重要的點和線
1、三個重要的點：
（1）C點：共晶點：
共晶萊氏體的顯微組織：塊狀或粒狀A分布在Fe3C基體上。
（2）S點：共析點：
共析P的顯微組織：片層狀。
（3）E點：鋼和鐵的分界點：
工業純鐵、鋼、鑄鐵
2、七條重要的線：
（1）液相線：ACD；固相線：AECF。
（2）兩條水平線：共晶反應線：ECF；共析反應線：PSK——A1線。
（3）GS線——A3線；從A中開始析出下的臨界溫度線；
ES線——Acm線；碳在A中的固溶線（溶解度）；
PQ線——碳在F中的固溶線。

五、碳在鐵碳合金的平衡結晶過程
鋼：0.0218%＜C＜2.11%的鐵碳合金
亞共析鋼：0.0718%＜C＜0.77%
共析鋼：C=0.77%
過共析鋼：0.77%＜C＜2.11%
白口鑄鐵：2.11%≤C＜6.69%
亞共晶白口鑄鐵：2.11%≤C＜4.3%
共晶白口鑄鐵：C=4.3%
過晶白口鑄鐵：4.3%＜C＜6.69%
1、共析鋼結晶過程的分析
2、亞共析鋼結晶過程分析
3、過共析鋼結晶過程分析
4、共晶白口鑄鐵冷卻過程分析
5、亞共晶白口鑄鐵冷卻過程分析
6、過共晶白口鑄鐵冷卻過程分析
結論：看錶3-4，圖3-10是鐵碳合金分類及室溫平衡組織。

六、鐵碳合金的成分——組織——性能關系
按鐵碳相圖，鐵碳合金在室溫的組織是由F和Fe3C兩相組成。兩相的相對質量分數可由杠桿定律求出。
成分：隨含C量增加，F減少，100%→0%，Fe3C增多，由0%→100%。
組織：由F → F+Fe3C
性能：
• 硬度：取決於組成相或組織組成物的硬度和數量。
• 強度：對組織形態很敏感。
• 塑性：Fe3C硬而脆的相，沒有塑性，隨含C量增加；F↓→Fe3C↑→塑性↓。

七、Fe-Fe3C相圖的應用
鐵碳合金相圖表明，含C量不同時，其組織、性能的變化規律，也揭示了相同成分在不同溫度時組織和性能的變化。這為生產實踐中的選材、熱處理工藝的制定提供了依據。
1、作為選材的依據
（1）建築材料和各種型鋼：塑性好，韌度好，選含C量較低的鋼材。
（2）各種機械零件：強度、塑性、韌度都較好，選含C量適中的鋼材。
（3）各種工具鋼：耐磨性、硬度都要求高；選含C量較高的鋼材。
（4）純鐵的強度低，不宜做結構，但導磁率高，矯頑力低，可做軟磁材料。
（5）白口鑄鐵硬度高，脆性大，不能切削加工，也不能鍛造，但耐磨性好，鑄造性能優良，適用於要求耐磨，不受沖擊、形狀復雜的鑄件。
2、在鑄造工藝方面的應用
根據Fe-Fe3C相圖，確定澆注溫度。一般在液相線50℃～100℃。
鑄鐵：共晶點附近；鑄鋼：W(c)0.15%～0.6%之間。
3、在熱軋和熱鍛工藝方面的應用
A強度低，塑性好；因此在鍛造和軋制時選在A區域。初始溫度選在固相線下100℃～200℃之間。
4、在熱處理工藝方面的應用
Fe-Fe3C相圖對著特別重要意義。（在第二節中講）
（你有相圖吧？我沒有發上）