4-2 Fe-C4-2 Fe-C合金平衡结晶过程分合金平衡结晶过程分析析江西理工大学应科院材料教研室江西理工大学应科院材料教研室钟涛生钟涛生1 Fe-C合金的分类铁铁碳碳合合金金共析钢（C%=0.77%）亚共析钢（0.0218%-0.77%）过共析钢（0.77%-2.11%）共晶铸铁（C%=4.3%）亚共晶铸铁（2.11%-4.3%）过共晶铸铁（4.3%-6.69%）白口铸铁（白口铸铁（C C以以FeFe3 3C C形式存在）形式存在）灰铸铁（灰铸铁（C C以以G G形式存在）形式存在）工业纯铁工业纯铁（C%0.0128%C%2.11%C%2.11%）2 Fe-C合金的分类Fe-C合金分类2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（1）共析钢的冷却曲线及平衡结晶过程）共析钢的冷却曲线及平衡结晶过程2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（1）共析钢的冷却曲线及平衡结晶过）共析钢的冷却曲线及平衡结晶过程程在1温度点以上，合金处于液态；当冷却至1温度点时，合金开始发生L匀晶转变，生成 ;在12的冷却过程中，一直发生L 匀晶转变，不断生成 ，直到2温度点时匀晶转变结束，液相消失全部转变成 ；在23的冷却过程中，一直保持单相的状态，其成分不发生变化;在当冷至3温度点时， 发生共析转变，全部生成珠光体（Fe3C和 的机械混合物）;在3温度点以下的冷却过程中，珠光体中的发生脱溶转变，析出三次渗碳体。2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（1）共析钢的冷却曲线及平衡结晶过程）共析钢的冷却曲线及平衡结晶过程室温相组成物：室温相组成物：F F和和FeFe3 3C C组织组成物组织组成物 ： P (P (层片状层片状) )含量：含量： 100%100%珠光体形貌 500珠光体形貌8002 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（2）亚共析钢的平衡冷却曲线平衡结晶）亚共析钢的平衡冷却曲线平衡结晶2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（2）亚共析钢的平衡结晶过程）亚共析钢的平衡结晶过程 在1温度点以上，合金处于液态；当冷却至1温度点时，合金开始发生L匀晶转变，生成。在12的冷却过程中，一直发生L匀晶转变，不断生成，的量， L的量 ；在匀晶转变过程中，液相和固相的成分分别沿着液相线A-B和固相线A-H变化；到2温度点时，B点成分的液相和H点成分的相发生包晶反应，生成 ，包晶转变结束后有液相剩余；在23的冷却过程中，剩余的液相发生L匀晶转变，生成 ，在匀晶转变过程中，液相和固相的成分分别沿着B-C线和J-E线变化；到3温度点时，液相消失。2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（2）亚共析钢的平衡结晶过程）亚共析钢的平衡结晶过程 在34的冷却过程中，一直保持单相的 ，其成分不发生变化； 在45的冷却过程中， 发生异晶转变，生成先共析铁素体先，在转变过程中， 和成分分别沿着G-S线和G-P线变化； 到5温度点时，剩余的成分与S点相同，此时剩余的发生共析转变，生成珠光体P；当冷却至5温度以下时，珠光体P中的和先开始发生脱溶转变，从和先中脱出三次渗碳体（Fe3CIII）；在转变过程中，的成分沿着P-Q线变化 。2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（2）亚共析钢的平衡结晶过程）亚共析钢的平衡结晶过程 组织组成物：组织组成物：F F、P P相组成物：相组成物：F+ FeF+ Fe3 3C C45钢金相F FP2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（3）过共析钢的平衡冷却曲线平衡结晶过）过共析钢的平衡冷却曲线平衡结晶过程程2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（3）过共析钢的平衡结晶过程）过共析钢的平衡结晶过程在1温度点以上，合金处于液态；当冷却至1温度点时，合金开始发生L匀晶转变，生成 。在12的冷却过程中，一直发生L匀晶转变，的量不断增多，L的量不断减少。直到2温度点时匀晶转变结束，液相消失全部转变成 ；在匀晶转变过程中，液相和固相的成分分别沿着液相线B-C和固相线J-E变化。在23的冷却过程中，一直保持单相的状态，其成分不发生变化。2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（3）过共析钢的平衡结晶过程）过共析钢的平衡结晶过程在3到4的冷却过程中， 发生脱溶转变，析出二次渗碳体（Fe3CII又叫做先共析渗碳体）；在脱溶过程中，的成分沿着E-S线变化；当冷至4时，剩余的成分与S点相同，此时发生共析转变，生成珠光体 ；当冷却至4以下时，珠光体P中的开始发生脱溶转变，从中脱出三次渗碳体(Fe3CIII)，在此过程中，的成分沿着P-Q线变化 。2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（3）过共析钢的平衡结晶过程）过共析钢的平衡结晶过程 组织组成物：组织组成物：P+FeP+Fe3 3C CIIII相组成物：相组成物：F+FeF+Fe3 3C CT12钢金相Fe3CIIP2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（4）共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程）共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（4）共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程）共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程在1温度点以上，合金处于液态；当冷却至1温度点时，合金开始发生L4.32.11+Fe3C共晶转变,生成莱氏体（即：2.11+Fe3C的混合组织），并且在此温度点完成组织转变；在12的冷却过程中，共晶体中的2.11发生脱溶转变，生成二次渗碳体；在脱溶转变过程中， 的成分沿着E-S线变化；当冷却至2温度点时， 的成分与S点相同，此时剩余的 发生共析转变，生成珠光体。2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（4）共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程）共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程组织组成物：变态莱氏体Ld(Fe3C共晶、Fe3CII和P的混合物)相组成物：F+Fe3C2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（5）亚共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程）亚共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（5）亚共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程）亚共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程在1温度点以上，合金处于液态；当冷却至1温度点时，合金开始发生L匀晶转变，生成 。在12的冷却过程中，一直发生L匀晶转变，不断生成初晶奥氏体（初）；到2温度点时，匀晶转变结束，有液相剩余，剩余液相的成分与C点相同，初的成分与E点相同，在此温度下，剩余的液相发生共晶转变，生成莱氏体。在转变过程中， 的量不断增多，液相的量不断减少，且液相和固相的成分分别沿着液相线B-C和固相线J-E变化。2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（5）亚共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程）亚共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程在23的冷却过程中，共晶体中的2.11和初晶奥氏体（ 初晶）发生脱溶转变，生成二次渗碳体；在脱溶转变过程中， 的成分沿着E-S线变化。当冷却至2温度点时， 的成分与S点相同，此时剩余的 发生共析转变，生成珠光体。2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（5）亚共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程）亚共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程组织组成物：Ld（Fe3C共晶、Fe3CII和P的混合物）+ Fe3CII+P相组成物：F+Fe3C2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（5）亚共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程）亚共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程组织组成物：Ld（Fe3C共晶、Fe3CII和P的混合物）+ Fe3CII+P亚共晶白口铸铁金相X5002 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（6）过共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程）过共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（6）过共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程）过共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程在1温度点以上，合金处于液态；当冷却至1温度点时，合金开始发生LFe3C匀晶转变，生成初晶渗碳体（ Fe3C 初） 。在12的冷却过程中，一直发生LFe3C匀晶转变，不断生成初晶渗碳体（ Fe3C 初）；在匀晶转变过程中，液相成分沿着液相线D-C变化。到2温度点时，匀晶转变结束，并且有液相剩余，剩余液相的成分与C点相同；在此温度下，剩余的液相发生共晶转变，生成莱氏体。2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（6）过共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程）过共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程在23的冷却过程中，莱氏体中的2.11发生脱溶转变，生成二次渗碳体；在脱溶转变过程中，莱氏体中的成分沿着E-S线变化。当冷却至2温度点时，莱氏体中的成分与S点相同，此时剩余的 发生共析转变，生成珠光体。2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（6）过共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程）过共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程相组成物：F+Fe3C过共晶白口铸铁金相X10002 钢和白口铸铁的平衡结晶过程分析（6）过共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程）过共晶白口铸铁的平衡冷却曲线平衡结晶过程组织组成物：Ld（Fe3C共晶、Fe3CII和P的混合物）+ Fe3C初