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铁-碳相图(动图解析+精美金相图),速收藏!
2020-02-06 12:43:33 作者:本网整理 来源:国家材料腐蚀与防护科学数据中心

导读

铁碳合金是人类使用最为广泛的金属材料,不同成分的铁碳合金,组织和性能也不相同。在研究和使用钢铁材料、制定其热加工和热处理工艺以及分析工艺废品的原因时,都需要应用铁-碳相图,可见铁-碳相图的重要性,下面小编带大家从铁-碳合金的典型组织、相图剖析及平衡结晶过程三个方面一起看看那些年我们追过的铁-碳相图。
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铁-碳合金典型组织
 
铁素体(Ferrite)/(α-Fe)/(F)
 
组织:碳在α-Fe中的固溶体,体心立方晶格;
 
特性:碳在α-Fe中溶解度极小,室温时仅为0.0008%,在727℃时达到最大溶解度0.0218%;性能:铁素体的力学性能特点是塑性、韧性好,而强度、硬度低。
 
铁素体的组织为多边形晶粒,性能与纯铁相似。
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铁素体晶体结构
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铁素体金相图
 
奥氏体(Austenite)/(γ-Fe)/(A)
 
组织:碳溶于γ-Fe中的间隙固溶体,面心立方晶格;特性:碳在γ-Fe中的溶解度要比在α-Fe中大,在727℃时为0.77%,在1148℃时溶解度最大,可达2.11%;性能:具有一定的强度和硬度,塑性和韧性也好。
 
奥氏体组织为不规则多面体晶粒,晶界较直钢材热加工都在奥氏体区进行。
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奥氏体晶体结构
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奥氏体金相图
 
渗碳体(Cementite)/(Fe3C)/(C)
 
组织:铁和碳的化合物(Fe3C);
 
特性:呈复杂晶格结构的间隙化合物.含碳量为6.67%,Fe3C是一种介稳态相,在一定条件下会发生分解;性能:硬度很高、耐磨,但脆性很大,塑性几乎为零。
 
渗碳体是钢中的强化相,根据生成条件不同渗碳体有条状、网状、片状、粒状等形态。
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渗碳体金晶体结构
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渗碳体金相图
 
珠光体(Pearlite)/(P)
 
组织:由铁素体+渗碳体组成的机械混合物;
 
特性:珠光体是过冷奥氏体等温转变产物,呈现珍珠般的光泽,根据转变温度不同珠光体分为:珠光体(P)、索氏体(S)和屈氏体(T),三者本质并无差别,转变温度逐渐降低,尺寸P>S>T,;性能:力学性能介于铁素体与渗碳体之间,强度较高,硬度适中,塑性和韧性较好;显微组织为由铁素体片与渗碳体片交替排列的片状组织,高碳钢经球化退火后也可获得球状珠光体(也称粒状珠光体)。
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片状珠光体金相图
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粒状珠光体金相图
 
莱氏体(Ledeburite)/(Ld/Ld’)
 
组织:莱氏体是奥氏体+渗碳体的机械混合物,727℃以下时,是珠光体+渗碳体机械混合物;特性:铸铁合金溶液含碳量在2.11%以上时,缓慢冷到1147℃便凝固出共晶莱氏体;1148℃~727℃之间的莱氏体称为高温莱氏体(Ld);727℃以下的莱氏体称为变态莱氏体或称低温莱氏体(Ld’),性能:莱氏体的力学性能与渗碳体相似,硬度很高,塑性极差,几乎为零。
 
金相组织整体呈蜂窝状,奥氏体分布在渗碳体的基体上。
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莱氏体金相图

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