铁碳合金的组元及基本相.doc

1、铁碳合金的组元及基本相一、纯铁（一）铁的同素异晶转变具有多晶型性，同素异晶转变也是形核与长大过程，为与结晶区别，将固态下的相变过程称为重结晶。图（a）为结晶后的 -Fe 晶粒，图（b）表示重结晶后（A 4 转变） -Fe 晶粒，图（ c）为重结晶（ A3 转变）-Fe 晶粒，其晶核大小与 -Fe 晶粒有关，也与 A3 转变的条件有关。它是钢的合金化和热处理的基础。-Fe 在 770还将发生磁性转变 , 称为 A2 转变，转变温度称为铁的居里点。磁性转变时，晶格类型不变，所以不属于相变。a)初生的 Fe 晶粒 b)重结晶后的 Fe 晶粒 c)室温组织 Fe 晶粒纯铁同素异构转变示意图（二）铁素体

2、与奥氏体碳溶于 -Fe 铁中的间隙固溶体叫铁素体，体心立方， 为 0.0218，室温 0.008以下用 F 或 表示。碳溶于 铁中的间隙固溶体，面心立方， 为 2.11，用 A 或 表示。 比 的溶碳能力大与间隙尺寸有关。-Fe 的 950时, 八面体间隙半径0.535nm，和碳原子半径 0.77nm 比较接近。-Fe 在间隙半径远小于碳的原子半径，所以碳在铁素体中溶解度很小。碳溶于 -Fe 铁中的间隙固溶体称为 铁素体，以 表示，最大溶碳量为 0.09 (1495) 。-Fe 性能与纯铁基本相同，居里点也是 770。奥氏体的塑性很好，且具有顺磁性。铁素体及奥氏体晶体结构及显微形态如图。（三）

3、纯铁的性能与应用工业纯铁，w(Fe)99.8 99.9，杂质主要是碳，力学性能大致范围为：屈服强度 0.2：98166MPa抗拉强度 b：176274MPa延伸率 ：3050断面收缩率 ：7080 冲击韧性 k：160200Jcm2硬度(HB)：5080很好塑性和韧性，但其强度和硬度很低，很少用作工程结构及零件材料。可用于要求软磁性的场合，如各种仪器仪表的铁芯等。二、碳与渗碳体（一）碳碳原子序数为 6，原子量为 12.01，原子半径 0.77nm， 20时的密度为2.25gcm 3。自然界中，碳以石墨和金刚石两种形态存在。铁碳合金中碳不会以金刚石形态存在。石墨的空间点阵属于简单六方晶体结构，六方层中邻近原子间距为 0.142nm，层间距为 0.340nm，碳原子在六方层中具有很强共价键，层与层之间则结合较弱，因此石墨很容易沿着这些层滑动。其硬度很低，只有 35 HB ，而塑性几乎接近于零。铁碳合金中的石墨常用符号 G 或 C 表示。（二）渗碳体 在铁碳合金中，铁与碳可以形成间隙化合物 Fe3C，含碳量 6.69 ，称为渗碳体，可用 Cm 表示，是重要基本相。Fe3C 有很高的硬度，约为 800HB，塑性很差，延伸率接近于零。低温下具有一定铁磁性，但在 230以上消失，所以 230是 Fe3C 的磁性转变温度，称为 A0 转变。根据理论计算熔点为 l227