第四章 铁碳合金
Iron－ Carbon Alloy
? 碳钢和铸铁都是铁碳合金, 是使用最广泛材料 。 了解
铁碳合金相图, 对于铁碳合金的研究和使用, 各种热
加工工艺的制定以及工艺, 品质量的保证等都有十分
重要的意义 。
? 铁碳合金中的碳有两种存在形式：渗碳体 Fe3C和石墨。
现在，我们首先仅研究铁到渗碳体的部分。这不仅简
化了我们对铁 -碳二元系的认识难度，而且由于实际使
用的金属合金其含碳量一般不超过 5%，所以先来重点
研究 Fe-Fe3C相图也是必要的。
第一节 铁碳合金的组元和基本相
Fe 1 2 3 4 5 6 6.69
C%
Fe-Fe3C相图
1400
1200
1000
800
600
400
200
温
度
/ ℃
C E F
D
B A
J
N
S
G
P K
Q
γ ＋ δ
γ
L＋ δ
δ
L＋ γ
γ ＋ α
L＋ Fe3C
γ ＋ Fe3C
α ＋ Fe3C
α
H
第三节铁碳合金的平衡结晶过程及组织
L＋ δ
Fe 1 2 3 4 5 6 6.69
C / %
典型的铁碳合金结晶过程分析
1400
1200
1000
800
600
400
200
温
度
/
℃
C E F
D
A
J
N
S
G
P K
Q
γ ＋ δ
γ
δ
L＋ γ
γ ＋
α
L＋ Fe3C
γ ＋ Fe3C
α ＋ Fe3C
α
B ②
④ ⑥ ⑤ ⑦
① 1
③
5
6
7
5
4
1
2
3
1
2
4
1
2
3
3
1
2
1
2
3
δ
γ
L δ
1以上
工业纯铁结晶过程示意图
L δ
γ α α
Fe3C
Ⅲ
γ
α
1— 2 2— 3 3— 4
4— 5 5— 6 6— 7 7以下
共析钢结晶过程示意图
γ L L γ P
1以上 1— 2 2— 3 3以下
姓名 语文 数学 英语 物理
李小红 85 93 90 94
刘兵 83 94
曾小玲 81 89
25μ
珠光体组织
1以上 1~2 2 2~3 3~4 4~5 5以下
亚共析钢结晶过程示意图
δ
L L
α
γ
α
P γ L
γ
L δ γ
25μ
亚共析钢的显微组织
P
γ
Fe3CⅡ
L γ
1以上 1~2 2~3 3~4 4以下
过共析钢结晶过程示意图
L γ
25μ
过共析钢的显微组织
1以上 1~2 2以下
共晶白口铁结晶过程示意图
L
Ld Ld`
25μ
共晶白口铁的显微组织
1以上 1~2 2~3 3以下
亚共晶白口铁结晶过程示意图
L γ γ P
Ld` Ld
L
60μ
亚共晶白口铁的显微组织
1以上 1~2 2~3 3以下
过共晶白口铁结晶过程示意图
L
Ld` Ld
Fe3CⅠ Fe3CⅠ
L
60μ
过共晶白口铁的显微组织
按组织组成物标注的铁碳合金相图
L＋ δ
Fe 1 2 3 4 5 6 6.69
C / %
按组织组成物划分的铁碳合金相图
1400
1200
1000
800
600
400
200
温
度 /
℃
C E F
D
A
J
N
S
G
P K
Q
γ ＋ δ
γ
δ
L＋ γ
γ ＋ α
L＋ Fe3C
γ ＋ Ld+Fe3CII
P＋ Fe3CII
α
①
⑥ L ⑤ ⑦
B ③ ② ④
5
Ld+Fe3CI
γ ＋ Fe3CII
P＋ Ld`+Fe3CII Ld`+Fe3CI α ＋ P