关于金相组织的基本知识.doc

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1、关于金相组织的基本知识首先金相人员进行试样组织分析时候，必须了解铁碳相图Fe-C（Fe-Fe₃C）的意义和特点，以及点、线、区的之间意义；大家可以参考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）；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，γ+α，γ+Fe3C，α+Fe3C鉄碳

2、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1495ｗ（C）包晶点；K点727℃ｗ（C）6.69%渗碳体的成分；M点700ｗ（C）0%纯铁的磁性转变点；N点1394℃ｗ（C）0%γ-Fe<=>δ-Fe的

3、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铁素体发生包晶反应，形成碳的质量分数为0.17%的奥氏体，其反应式

4、为：LB+δh<=>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%]所组成的混合物，称为莱氏体，用Ld表示；反应式为：Ld<=>γE+Fe3C。在莱氏体中，渗碳体是连续分布的相，而奥氏体则呈颗粒状分布的在其上，由于渗碳体很脆，所以莱氏体的塑性很差的，无实用价值。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合物，称为珠光体，用P表示。反

5、应式为：γs<=>αp+Fe3C。珠光体组织是片层状的，其中铁素体体积大约是渗碳体的8倍，所以在金相显微镜下观察，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Fe3CⅡ，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.

6、0218%，随着温度的降低，铁素体中的溶碳量是逐渐减少的，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Fe3CⅢ。铁碳合金的平衡结晶过程以及组织，通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-Fe₃C系结晶的为铸铁；碳以Fe₃C形式存在，断口白亮色，称为白口铸铁。根据组织特征，铁碳合金按含碳量分为七种类型：工业纯铁C＜0.0218%；其合金溶液向固体转变时候，按匀晶转变结晶出δ固溶体，δ

7、固溶体继续冷却开始发生固溶体的同素异构转变δ→γ；奥氏体的晶核通常优先在δ相界上形成并长大，直到结束合金全部成单相奥氏体；如果继续冷却又发生同素异构转变γ→α则全部变成铁素体（析出）。继续冷却时碳在铁素体中溶解度达到饱和。最后将从铁素体中析出三次渗碳体。共析钢C＝0.77%；合金按匀晶转变结晶出奥氏体，逐步凝固完成后全部转变为奥氏体；冷却到727℃时，在恒温下发生共析转变γ0.77→α0.0218＋Fe-Fe₃C，转变产物为珠光体；珠光体中渗碳体称为共析渗碳体，随后冷却过程中，从珠光体中的铁素体相中析出三次渗碳体，在缓冷条件下三次

8、渗碳体从铁素体与渗碳体的相界面上形成，与共析渗碳体连接一起，在显微镜下难以分辨，数量很少对珠光体的组织和性能没有明显影响。亚共析钢C＝0.021~0.77%；合金碳的质量分数为0.4%在液体向固体转变按匀晶析出δ固溶体；冷却固体时发生包晶转变LB+