重庆大学金属学与热处理考研复习指南+知识点简介(3)

本站小编 免费考研网/2017-12-31

包晶转变 发生在1495℃（水平线HJB），反应式为：L_B+δ_Hγ_J

式中L_0.53——含碳量为0.53%的液相；
δ_0.09——含碳量为0.09%的δ固溶体；
γ_0.17——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：L_Cγ_E+Fe₃C

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L_d表示。凡是含碳量大于2.11%的铁碳合金冷却到1148℃时，都会发生共晶反应，形成莱氏体。

共析转变发生727℃（水平线PSK），反应式为：γ_Sα_P+Fe₃C

共析转变的产物是铁素体与渗碳体的机械混合物，称为珠光体，用字母P表示。含碳量大于0.0218%的铁碳合金，冷却至727℃ 时，其中的奥氏体必将发生共析转变，形成珠光体。

Fe-Fe₃C相图中的ES、PQ、GS三条特性线也是非常重要的，它们的含义简述如下：

ES线（A_cm线）是碳在奥氏体中的溶解度曲线。奥氏体的最大溶碳量是在1148℃时，可以溶解2.11%的碳。而在727℃时，溶碳量仅为0.77%，因此含碳量大于0.77%的合金，从1148℃冷到727℃的过程中，将自奥氏体中析出渗碳体，这种渗碳体称为二次渗碳体(Fe₃C_II)。

PQ线是碳在铁素体中的溶解度曲线。727℃时铁素体中溶解的碳最多(0.0218%)，而在200℃仅可以溶解7×10^-7%C。所以铁碳合金由727℃冷却到室温的过程中，铁素体中会有渗碳体析出，这种渗碳体称为三次渗碳体(Fe₃C_III)。由于三次渗碳体沿铁素体晶界析出，因此对于工业纯铁和低碳钢影响较大；但是对于含碳量较高的铁碳合金，三次渗碳体（含量太少）可以忽略不计。

GS线（A₃线）是冷却过程中，奥氏体向铁素体转变的开始线；或者说是加热过程中，铁素体向奥氏体转变的终了线（具有同素异晶转变的纯金属，其固溶体也具有同素异晶转变，但其转变温度有变化）。

纯铁、钢、白口铁

1.纯铁——含碳量<0.0218%，显微组织为铁素体。

2.钢——含碳量0.0218%～2.11%，特点是高温组织为单相奥氏体，具有良好的塑性，因而适于锻造。根据室温组织的不同，钢又可以分为：

亚共析钢：含碳量0.0218%~0.77%，具有铁素体α+珠光体P的组织，且含碳量越高（接近0.77%）,珠光体的相对量越多，铁素体量越少。

共析钢：含碳0.77%，组织是全部珠光体P。

过共析钢：含碳量0.77%～2.11%，组织是珠光体P+渗碳体Fe₃C。

3.白口铁——含碳量2.11%～6.69%，特点是液态结晶时都有共晶转变，因而具有良好的铸造性能。但是即使在高温也是脆性材料，不能锻造。根据室温组织不同，白口铁又分为：

亚共晶白口铁：含碳2.11%～4.30%，组织是珠光体P+渗碳体Fe₃C+莱氏体L_d'。

共晶白口铁：含碳4.30%，组织是莱氏体L_d'。

过共晶白口铁：含碳4.3%~6.69%，组织是渗碳体Fe3C+莱氏体Ld'。

工业纯铁在缓慢冷却过程中发生的组织转变主要是同素异晶转变和Fe₃C_III的析出。

共析钢从液态冷却到室温要发生三次组织转变：匀晶转变L→γ（奥氏体），共析转变γ→(α+Fe₃C)（珠光体P）,α中析出三次渗碳体(Fe₃C_III)。室温下共析钢的组织组成全部为珠光体（可以忽略Fe₃C_III），共析钢只有一种组织（忽略Fe₃C_III），即珠光体P，珠光体由α和Fe₃C两个相组成。应用杠杆定律可以计算出α和Fe₃C两个相的相对量。

亚共析钢  含碳0.45%的亚共析钢是应用十分广泛的一种钢，通常称为45号钢。45钢在液态到室温的冷却过程中将发生以下转变：匀晶转变L0.45→L0.53+δ，包晶转变L0.53+δ→γ0.45，同素异晶转变γ0.45→α+γ0.77，共析转变