Fe-Fe3C相图

N
P S Q
1394
727 727 室温
0
0.0218 0.77 0.0008
γ与δ同素异构转变点(A4)
碳在α-Fe中的最大溶解度 共析点 室温下碳在α-Fe中的溶解度
2. Fe－Fe3C合金相图
1538℃ L＋ A B 1495℃ H J N 1394℃ ＋ H：0.09 J： 0.17 B：0.53 L＋ E 2.11 1148℃ ＋Fe3C 727℃ K L 1227℃ C 4.3 L＋Fe3C D F
P L'd P+Fe3CⅡ P+Fe3CⅡ+L'd Fe3CⅠ+L'd
K
P F+P
室温 0.008 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 6.69
A
δ N G H J
B
L E C D F K 2.11% 4.3% 铸铁 亚 共 晶 白 口 铁
2.11%
A S F Fe P 0.02% 0.77% 钢 工 业 纯 铁
Fe3C 6.69%
亚 共 共 析 析 钢 钢
过 共 析 钢
共 晶 白 口 铁
4.3%
过 共 晶 白 口 铁
6.69%
0.02%
0.77%
1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900
A纯铁熔点
简化的铁-碳相图
A 2~3 A 铁碳合金相图分析 A 3~4 Fe3CⅡ A
重要线 GS（A3）
F和A两相平衡线
A L 4~4' 3 δ B1495℃ H J 4' 4 N A
4'~5 5 A

Fe-Fe3C合金相图
Fe-Fe3C合金相图
Fe-Fe3C合金相图描述
Fe-Fe3C合金相图的特性点
特性点
温度(℃)
碳含量(%)
说明
A
1538
0
纯铁熔点
B
1495
0.53
在包晶转变温度下的液相含碳量
C
1148
4.30
共晶点
D
1227
6.69
渗碳体熔点
E
1148
2.11
碳在γ-Fe中的最大溶解度
F
1148
ECF
LC←→γE+Fe-Fe3C共晶转变线，L+γ+Fe-Fe3C三相平衡区
PSK
LS←→αP+Fe-Fe3C共晶转变线，L+γ+Fe-Fe3C三相平衡区
铁碳合金热处理常用临界温度代号
符号
说明
A1
发生平衡相变γ←→α+Fe3的温度
A3
在平衡条件下亚共析钢γ+α两相平衡的上限温Fe3两相平衡的上限温度
6.69
共晶转变线与渗碳体成分线的交点
G
912
0
α-Fe←→γ-Fe同素异构转变点(A3)
H
1495
0.09
碳在δ-Fe中的最大溶解度
J
1495
0.17
包晶点
K
727
6.69
共折转变线与渗碳体成分线的交点
M
770
0
α-Fe磁性转变点(A2)
N
1394
0
γ-Fe←→δ-Fe同素异构转变点(A4)
O
770
Ac1
钢加热时开始形成奥氏体的温度

Fe-Fe3C相图分析单相区——5个相图中有5个基本的相，相应的有5个相区：液相区(L)——ABCD以上区域δ固溶体区——AHNA奥氏体区(γ)——NJESGN铁素体区(α)——GPQ以左渗碳体区(Fe3C)——DFK直线图5.6-6 Fe-Fe3C相图两相区——7个7个两相区分别存在于两个相应的单相区之间：L+δ——AHJBAL+γ——BJECBL+ Fe3C——DCFDδ+γ——HNJHγ+α——GPSGγ+Fe3C——ESKFCEα+ Fe3C——PQLKSP三相区——3个包晶线——水平线HJB(L+δ+γ)共晶线——水平线ECF(L+γ+Fe3C)共析线——水平线PSK(γ+α+Fe3C)相图中一些主要特性点的温度、成分及其意义列于表5.6-1。

表5.6-1 Fe-Fe3C相图中的特性点符号T /℃ C %说明A15380纯铁的熔点B14950.53包晶转变时液相成分C1148 4.30共晶点D1227 6.67渗碳体的熔点E1148 2.11碳在γ-Fe中的最大溶解度F1148 6.67渗碳体的成分G9120纯铁α↔γ转变温度H14950.09碳在δ-Fe中的最大溶解度J14950.17包晶点K727 6.67渗碳体的成分N13940纯铁γ↔δ转变温度P7270.0218碳在α-Fe中的最大溶解度S7270.77共析点Q6000.0057600˚C碳在α-F e中的溶解度2007×10-7200˚C碳在α-F e中的溶解度Fe-Fe3C相图包含三个恒温转变：包晶、共晶、共析。

1包晶转变发生在1495℃（水平线HJB），反应式为：式中L0.53——含碳量为0.53%的液相；δ0.09——含碳量为0.09%的δ固溶体；γ0.17——含碳量为0.17%的γ固溶体，即奥氏体，是包晶转变的产物。

含碳量在0.09%~0.53%之间的合金冷却到1495℃时，均要发生包晶反应，形成奥氏体。

共晶转变发生在1148℃（水平线ECF），反应式为：共晶转变的产物是奥氏体与渗碳体的机械混合物，称为莱氏体，用符号L d表示。

二、铁碳合金相图的分析Fe-Fe3C相图如图3-25所示。

可以看出，Fe-Fe3C相图由三个基本相图（包晶相图、共晶相图和共析相图）组成。

相图中有五个基本相：液相L，高温铁素体相δ，铁素体相α，奥氏体相γ和渗碳体相Fe3C。

这五个基本相构成五个单相区（其中Fe3C为一条垂线），并由此形成七个两相区：L+δ、L+γ、L+ Fe3C、δ+γ、γ+ Fe3C 、γ+α和α+ Fe3C。

图3-25 以相组成物标注的铁碳合金相图在Fe-Fe3C相图中，ABCD为液相线，AHJECF为固相线。

相图中各特征点的温度、成分及其含义如表3-2所示。

点的符号温度/℃含碳量/%说明A 1538 0 纯铁熔点B 1495 0.53 包晶反应时液相的成分C 1148 4.3 共晶点L C ⇄γE+Fe3CD 1227 6.69 渗碳体的熔点E 1148 2.11 碳在γ-Fe中的最大溶解度F 1148 6.69 渗碳体G 912 0 γ-Fe ⇄α-Fe同素异构转变点H 1495 0.09 碳在δ-Fe中的最大溶解度Fe- Fe3HJB水平线（1495︒C）为包晶线，与该线成分（0.09%~0.53%C）对应的合金在该线温度下将发生包晶转变：L0.53 + δ0.09→γ0.17（式中各相的下角标为相应的含碳量），转变产物为奥氏体。

ECF水平线（1148︒C）为共晶线，与该线成分（2.11%~6.69%C）对应的合金在该线温度下将发生共晶转变：L4.3→γ2.11 + Fe3C。

转变产物为奥氏体和渗碳体的机械混合物，称为莱氏体，用符号“Le”表示。

莱氏体的组织特点为蜂窝状，以Fe3C为基，性能硬而脆。

PSK水平线（727︒C）为共析线，与该线成分（0.0218%~6.69%C）对应的合金在该线温度下将发生共析转变：γ0.77→α0.0218+ Fe3C。

转变产物为铁素体和渗碳体的机械混合物，称为珠光体，用符号“P”表示。