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对于金相组织的基本知识
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首先金相人员进行试样组织剖析时候,必须认识铁碳相图
Fe-C ( Fe-Fe ? C )的意义和特点,以及点、线、区的之间
意义;大家能够参照资料铁碳相图的原理和知识基础。
图中 ABCD 为液相线, AHJECF 为固相线;
相图中有五个单相区,它们是: ABCD 以上 -- 液相区(用 L 符号表示);
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AHNA-- 固溶体区 (用 θ
表示)
NJESGN —奥氏体区 (用 A
或表示)
GPQG —铁素体区 (用 F
表示)
DFKZ —渗碳体区 (用
Fe3C 或 Cm 表示)
相图中有七个两相区, 分别是: L+ γ,L+ δ,L+Fe3C ,γ +δ,
+α,γ +Fe3C ,α +Fe3C
鉄碳相图中的特性点;
A
点
1538 ℃
w ( C )
0%纯铁的熔点;
B
点
1495 ℃
w( C) 0.53%
包晶转变时液态合金的
成分;
C
点
1148
℃
w ( C )
0.43%共晶点;
D
点
1227 ℃
w( C ) 6.69%
渗碳体的熔点;
E 点 1148 ℃ w( C ) 2.11% 碳在 γ-Fe 中的最
大溶解度; G 点 912 ℃ w(C ) 0% α-Fe= γ-Fe
转变温度;
H 点 1495 ℃ w( C ) 0.09% 碳在 γ-Fe 中的最大
溶解度; J 点 1495 w( C ) 包晶点;
K 点 727 ℃ w( C ) 6.69% 渗碳体的成分;
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M 点 700 w( C ) 0% 纯铁的磁性转变点;
N 点 1394 ℃ w( C ) 0% γ-Fe= δ-Fe 的转变
温度; P 点 727 ℃ w( C) 0.0218% 碳
在 α-Fe 中的最大溶解度;
S 点 727℃
w( C ) 0.77%
共析点;
Q
点 600℃
w( C ) 0.0057%
600 ℃时碳在 α-Fe 中的
溶解度;
相图中还有两条磁性转变线: MO 线( 770 ℃) 为铁素体的磁性转变线; 230 ℃虚线为渗碳体的磁性转变线。
Fe-Fe3C 相图上有 3 条水平线,即 HJB- 包晶转变线;
ECF- 共晶转变线; PSK- 共析转变线
HJB- 包晶线 :在 1495 ℃恒温下,碳的质量分数为 0.53% 的液相与碳的质量分数为 0.09% 的的δ铁素体发生包晶反响,形成碳的质量分数为 0.17% 的奥氏体,其反响式为: LB+ δ h= γj
共晶转变线( ECF 线):发生在 1148 ℃的恒温中,由碳的质量分数为 4.3% 的液相转变为碳的 质量分数 2.11%
的奥氏体和渗碳体 [w(C)=6.69%] 所组成的混淆物, 称为莱氏体,用 Ld 表示;反响式为: Ld= γE+Fe3C 。
在莱氏体中,渗碳体是连续散布的相,而奥氏体则呈颗粒状散布的在其上,由于渗碳体很脆,所以莱氏体的塑性很差的,无实用价值。
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共析转变线( PSK ):发生在 727 ℃恒温下,是由碳的质量分数为 0.77% 的奥氏体转变成碳的质量分数为 0.0218% 的铁素体和渗碳体所组成的混淆物, 称为珠光体,用 P 表示。反响式为:γ s= αp+Fe3C 。
珠光体组织是片层状的,其中铁素体体积大概是渗碳体
的 8 倍,所以在金相显微镜下察看,较厚的是铁素体,较薄的是渗碳体。
在铁碳相图中有三条重要的固态转变线;
1,GS 线:奥氏体中开始析出铁素体或铁素体全部溶入
奥氏体的转变线,常称此温度为 A3 温度。
2, ES 线:碳在奥氏体中的溶解度线,常称为 Acm 温
度。以低于此温度时候,奥氏体中仍将析出 Fe3C ,称为二
次渗碳体,记作 Fe3C Ⅱ,以区别从液体中经 CD 线直接析
出的一次渗碳体。
3,PQ 线:碳在铁素体中的溶解度线,在 727 ℃时,碳的质
量分数在铁素体中的最大溶解度仅为 0.0218% ,随着温度
的降低,铁素体中的溶碳量是渐渐减少的,在 300 ℃下,溶
碳量少于 0.001% 。因此铁素体从 727 ℃冷却下来,也会析出三次渗碳体。记作 Fe3C Ⅲ。
铁碳合金的平衡结晶过程以及组织,往常按有无共晶转
变来区分碳钢和铸铁,含碳量低于 2.11% 的为碳钢,大于
2.11% 的为铸铁;含碳量质量分数小于 0.0218% 的为工业
纯铁;按 Fe-Fe ? C 系结晶的为铸铁; 碳以 Fe ? C 形式存在,
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断口白亮色,称为白口铸铁。根据组织特点,铁碳合金按含碳量分为七种种类:
工业纯铁 C < 0.0218
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