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1、5 5 铁碳合金和铁碳相图铁碳合金和铁碳相图5.1 5.1 铁碳合金的组元与基本相铁碳合金的组元与基本相5.2 5.2 铁碳合金相图铁碳合金相图5.3 5.3 铁碳合金成分、组织与性能的关系铁碳合金成分、组织与性能的关系5.4 5.4 铁碳合金相图的应用铁碳合金相图的应用 铁碳合金主要由铁和碳两种元素组成,包括碳钢和铸铁，是现代工农业生产上运用最多的金属材料。铁碳合金相图是探讨铁碳合金最基本的工具，是探讨碳钢和铸铁的成分、温度、组织及性能之间关系的理论基础,是制定热加工、热处理、冶炼和铸造等工艺依据。铁和碳可形成一系列稳定化合物：铁和碳可形成一系列稳定化合物：Fe3C、Fe2C、FeC，它们都
2、可以作为纯组元看待。，它们都可以作为纯组元看待。含碳量大于含碳量大于Fe3C成分（成分（6.69%）时，合金太脆，）时，合金太脆，已无好用价值。已无好用价值。实际所探讨的铁碳合金相图是实际所探讨的铁碳合金相图是Fe-Fe3C相图。相图。FeFe3CFe2C FeCCC%(at%)5.1 5.1 铁碳合金的组元与基本相铁碳合金的组元与基本相铁碳合金的组元：铁碳合金的组元：FeFe：熔点：熔点1538,1538,密度密度7.87103/m3 7.87103/m3，纯铁从液态冷却到室，纯铁从液态冷却到室温的冷却曲线如图所示：温的冷却曲线如图所示：Fe Fe的同素异构转变：的同素异构转变：-Fe=-F
3、e=-Fe-Fe=-Fe=-Fe 纯纯FeFe机械性能：强度、硬度低，塑性好。机械性能：强度、硬度低，塑性好。CC：碳在铁碳合金中有三种存在形式。：碳在铁碳合金中有三种存在形式。CC作为间隙原子溶入作为间隙原子溶入纯铁的三种同素异晶体中，形成三种间隙固溶体。纯铁的三种同素异晶体中，形成三种间隙固溶体。超过固溶超过固溶体的固溶度后，体的固溶度后，C C与与FeFe形成化合物。形成化合物。C C以游离态的石墨存在以游离态的石墨存在（Fe-Fe3CFe-Fe3C相图中无石墨）。相图中无石墨）。Fe3C Fe3C：渗碳体，：渗碳体，FeFe与与C C形成的一种困难间隙化合物。其机械形成的一种困难间隙化
4、合物。其机械性能的特点是硬而脆。性能的特点是硬而脆。铁碳合金中的相：铁碳合金中的相：液相：铁与碳形成的液体。液相：铁与碳形成的液体。高温铁素体：是碳在高温铁素体：是碳在-Fe中的间隙固溶体，用中的间隙固溶体，用表示，体心立方表示，体心立方晶格，晶格，1394以上存在，以上存在，1495时溶碳量最大，为时溶碳量最大，为0.09%。铁素体：是碳在铁素体：是碳在-Fe中的间隙固溶体，用中的间隙固溶体，用F 或或表示，体心立表示，体心立方晶格，方晶格，912以下存在，以下存在，727时溶解碳量最大，为时溶解碳量最大，为0.0218%,室温仅为室温仅为0.0008%,其性能是强度低，硬度低，塑性其性能是
5、强度低，硬度低，塑性好。好。奥氏体：是碳在奥氏体：是碳在-Fe中的间隙固溶体中的间隙固溶体,用用A或或表示，面心立方表示，面心立方晶格，在晶格，在1495-727范围内存在，范围内存在，1148溶解碳量最大为溶解碳量最大为2.11%。其性能是强度低，硬度低，塑性好。其性能是强度低，硬度低，塑性好。渗碳体：用渗碳体：用Fe3C或或Cm表示，含碳表示，含碳6.69%，依据其形成条件的不，依据其形成条件的不同有条状、网状、粒状、片状等形态。同有条状、网状、粒状、片状等形态。Fe3C是一个亚稳相，是一个亚稳相，在确定条件下可发生分解：在确定条件下可发生分解：Fe3C3Fe+C(石墨石墨),该反应对该反
6、应对铸铁有重要意义。铸铁有重要意义。由于碳在由于碳在-Fe中的溶解度很小，因而常温下碳在铁碳合金中主中的溶解度很小，因而常温下碳在铁碳合金中主要以要以Fe3C或石墨的形式存在。或石墨的形式存在。Fe-Fe3C相图相图5.2 5.2 铁碳合金相图铁碳合金相图1.1.相图分析相图分析特征点特征点 LJNG +Fe3C +Fe3CL+Fe3CL+J J点：包晶点，金金在平衡结晶的过程点：包晶点，金金在平衡结晶的过程中冷却到中冷却到14951495时，时，B B点成分的点成分的L L与与H H点点成分的成分的发生包晶反应，生成发生包晶反应，生成J J点成分点成分的的：L L0.53 0.53+0.09
7、0.09=0.170.17 反应过程中反应过程中L L、三相共存。三相共存。CC点：共晶点，金金在平衡结晶的过程点：共晶点，金金在平衡结晶的过程中冷却到中冷却到11481148时时,C,C点成分的点成分的L L发生共发生共晶反应，生成晶反应，生成E E点成分的点成分的和和FeFe3 3C C：L L4.34.3 =（2.112.11 +Fe+Fe3 3C C）反应过程中反应过程中L L、FeFe3 3C C、三相共存。三相共存。(2.112.11 +Fe+Fe3 3C)C)称之为莱氏体，用称之为莱氏体，用LdLd表示。莱氏体中的表示。莱氏体中的FeFe3 3C C为共晶渗碳体。为共晶渗碳体。为
8、蜂窝状为蜂窝状,在显微镜下莱氏体的形态是：在显微镜下莱氏体的形态是：块状或粒状块状或粒状A A（室温时转变成珠光体）（室温时转变成珠光体）分布在渗碳体基体上。分布在渗碳体基体上。LdLd以以FeFe3 3C C为基，为基，性能硬而脆。性能硬而脆。变态莱变态莱氏体氏体 S S点：共析点，金金在平衡结晶的过程点：共析点，金金在平衡结晶的过程中冷却到中冷却到727727时，时，S S点成分的点成分的发生共发生共晶反应，生成晶反应，生成P P点成分的点成分的和和Fe3CFe3C：0.77=0.77=（0.0218+Fe3C 0.0218+Fe3C）反应过程中反应过程中、Fe3CFe3C、三相共存。三相
9、共存。(0.0218+Fe3C)(0.0218+Fe3C)称之为珠光体，用称之为珠光体，用P P表示。珠光体中的表示。珠光体中的Fe3CFe3C为共析渗碳体，为共析渗碳体，珠光体在显微镜下呈片层状，在放大倍珠光体在显微镜下呈片层状，在放大倍数很高时，可清晰看到相间分布的渗碳数很高时，可清晰看到相间分布的渗碳体片（窄条）与铁素体（宽条）。强度体片（窄条）与铁素体（宽条）。强度较高，塑性、韧性和硬度介于渗碳体和较高，塑性、韧性和硬度介于渗碳体和铁素体之间。铁素体之间。珠光体组织珠光体组织 特征线特征线ABCD：液相线：液相线AHJECFD：固相线。：固相线。HJB：包晶线，碳含量为：包晶线，碳含量
10、为0.090.53%的铁碳的铁碳合金在平衡结晶过程中均发生包晶反应。合金在平衡结晶过程中均发生包晶反应。ECF：共晶线：共晶线,碳含量为碳含量为2.116.69%的铁碳合的铁碳合金在平衡结晶过程中均发生共晶反应。金在平衡结晶过程中均发生共晶反应。PSK：共析线，碳含量为：共析线，碳含量为0.02186.69%的铁的铁碳合金在平衡结晶过程中均发生共析反应。碳合金在平衡结晶过程中均发生共析反应。通常称通常称A1。GS线：合金冷却时从线：合金冷却时从中起先析出中起先析出的临界温的临界温度线。通常称度线。通常称A3。（。（转变称固溶体的转变称固溶体的同素异晶转变。）同素异晶转变。）ES线线:碳在碳在中
11、的固溶线，通常叫做中的固溶线，通常叫做Acm线。线。由于在由于在1148时时中溶碳量最大中溶碳量最大,可达可达2.11%，而在，而在727时仅为时仅为077，因此，因此碳含量大于碳含量大于0.77%的铁碳合金自的铁碳合金自1148冷冷至至727的过程中，将从的过程中，将从中析出中析出Fe3C。析。析出的渗碳体称为二次渗碳体出的渗碳体称为二次渗碳体Fe3C。Acm线亦为从线亦为从中起先析出中起先析出Fe3C的临界温度线。的临界温度线。PQPQ线线:是碳在是碳在中的固溶线。在中的固溶线。在727727时时9 9中溶碳量最大可达中溶碳量最大可达0.02180.0218，室温时仅为，室温时仅为0.00
12、08%0.0008%，因此碳含量大于，因此碳含量大于0.00080.0008的铁碳合金自的铁碳合金自727727冷至室温的过程中，将从冷至室温的过程中，将从中析出中析出Fe3CFe3C。析出的渗碳体称为三次渗碳体析出的渗碳体称为三次渗碳体Fe3CFe3C。PQPQ线亦为从线亦为从中起先析出中起先析出Fe3CFe3C的临界温度线。的临界温度线。Fe3CFe3C数量极少，往往予以忽视。数量极少，往往予以忽视。补充：补充：Fe-Fe3C相图中相图中Fe3C的五种来源的五种来源成分位于成分位于CF之间的铁碳合金，当缓冷至之间的铁碳合金，当缓冷至CD线以线以下时，将发生匀晶反应：下时，将发生匀晶反应：L
13、Fe3C，Fe3C为为单相组织，呈长条状。单相组织，呈长条状。成分位于成分位于EF之间的铁碳合金，当缓冷至之间的铁碳合金，当缓冷至EF线时，线时，将发生共晶反应：将发生共晶反应：Lc（E+Fe3C共晶共晶），），Fe3C共晶共晶为为Ld的组成部分，不是单独的组织。的组成部分，不是单独的组织。从从1148缓冷至缓冷至727时，如时，如的成分位于的成分位于ES线线以右（过饱和），将从以右（过饱和），将从中析出中析出Fe3C：如如是通过匀晶反应从是通过匀晶反应从L相中析出，则相中析出，则Fe3C为单为单相组织，呈网状位于相组织，呈网状位于晶界。晶界。如如是通过共晶反应得到，则是通过共晶反应得到，则F
14、e3C为为Ld的组的组成部分，不是单独的组织。成部分，不是单独的组织。成分位于成分位于PK之间的铁碳合金，当缓冷至之间的铁碳合金，当缓冷至PK线时，将发生共析反应：线时，将发生共析反应：S（P+Fe3C共析共析），），Fe3C共析共析为为P的组成部分，不是单独的组织。的组成部分，不是单独的组织。从从727缓冷至室温时，如缓冷至室温时，如的成分位于的成分位于PQ线以右（过饱和），将从线以右（过饱和），将从中析出中析出Fe3C：如如是通过固溶体的同素异晶转变从是通过固溶体的同素异晶转变从中析出，则中析出，则Fe3C为单相组织，呈小片状位于为单相组织，呈小片状位于晶晶界。界。如如是通过共析反应得到，
15、则是通过共析反应得到，则Fe3C为为P的组成部分，不是单独的组织。的组成部分，不是单独的组织。2.2.典型铁碳合金的平衡结晶过程典型铁碳合金的平衡结晶过程 依据依据FeFe3CFeFe3C相图，铁碳合金可分为三类：相图，铁碳合金可分为三类：(1)(1)工业纯铁工业纯铁(C0(C00218%)0218%)(2)(2)钢钢(0.0218(0.0218C2.11%)C2.11%)a.a.亚共析钢亚共析钢(0(00218%C00218%C077%)77%)b.b.共析钢共析钢(C=0.77%)(C=0.77%)c.c.过共析钢过共析钢(0.77%C2.11%)(0.77%C2.11%)(3)(3)白口
16、铸铁白口铸铁(2.11%C 6.69%)(2.11%C 6.69%)a.a.亚共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁(2.11(2.114.34.3)b.b.共晶白口铸铁共晶白口铸铁(=4.3%)=4.3%)c.c.过共晶白口铸铁过共晶白口铸铁(4.3%(4.3%c 6.69%)c 6.69%)按有无共晶转变来区分碳钢和铸铁。按有无共晶转变来区分碳钢和铸铁。按按Fe-Fe3CFe-Fe3C系系结结晶晶的的铸铸铁铁，断断口口为为银银白白色色，称称为为白白口口铸铸铁铁，即即全全部部碳碳以以Fe3CFe3C形形成成存存在在，部部分分或或全全部部碳以石墨形式存在时称为灰口铸铁。碳以石墨形式存在时称为灰口铸铁。(1
17、)(1)工业纯铁工业纯铁(C0(C002180218)以以碳碳含含量量为为0.1%0.1%的的铁铁碳碳合合金金为为例例，对对其其冷冷却却曲曲线线和和平平衡衡结结晶晶过过程程说明如下说明如下:合金的冷却曲线及平衡结晶过程合金的冷却曲线及平衡结晶过程 合合金金液液体体在在1-2点点间间转转 变变 为为，3-4点点 间间 ，5-6点点间间 。到到7点点，从从 中中析析出出Fe3C。工业纯铁的结晶过程工业纯铁的结晶过程 工业纯铁室温平衡状态显微组织工业纯铁室温平衡状态显微组织工业纯铁的室温组织组成物为工业纯铁的室温组织组成物为+FeFe3 3C C 。组成相为组成相为、FeFe3 3C C(2)(2)
18、共析钢共析钢(C=0.77(C=0.77)合金的冷却曲线及平衡结晶过程合金的冷却曲线及平衡结晶过程:合金液体在合金液体在1-2点点间转变为间转变为。到到S点发生共析转点发生共析转变：变：S(P+Fe3C),全部转变为全部转变为珠光体。珠光体。S点以下，共析点以下，共析 中析出中析出Fe3C，与共析，与共析Fe3C结合不易辨结合不易辨别。别。共析钢的结晶过程共析钢的结晶过程共析钢室温平衡状态显微组织共析钢室温平衡状态显微组织 共析钢的室温组织组成物为共析钢的室温组织组成物为P P，组成相为，组成相为+FeFe3 3C C。它们的相对重量为：它们的相对重量为：=100%*(6.69-0.77)/6
19、.69=88=100%*(6.69-0.77)/6.69=88;Fe;Fe3 3C=1-88C=1-88=12=12 500800(3)(3)亚共析钢亚共析钢(0.0218(0.0218C C0.770.77)合金的冷却曲线及平衡结晶过程合金的冷却曲线及平衡结晶过程:以以0.45%C的钢为例的钢为例.合金在合金在4点以前通过匀晶点以前通过匀晶包晶包晶匀晶反应全部转匀晶反应全部转变为变为。到。到4点，由点，由 中中析出析出。到。到5点点,成分成分沿沿GS线变到线变到S点，点，发发生共析反应转变为珠光体。生共析反应转变为珠光体。温度接着下降，温度接着下降，中析中析出出Fe3C，由于与共析，由于与共
20、析Fe3C结合结合,且量少且量少,忽忽视不计视不计.亚共析钢的结晶过程亚共析钢的结晶过程亚共析钢的室温组织组成物为亚共析钢的室温组织组成物为 p+p+。在。在0.02180.77%C 0.02180.77%C 范围内珠光体的量随含碳量增范围内珠光体的量随含碳量增加而增加。加而增加。含含0.40.4C C钢中组织组成物的相对重量为：钢中组织组成物的相对重量为：p=100%*(0.4-0.02)/(0.77-0.02)=51 p=100%*(0.4-0.02)/(0.77-0.02)=51;=;=1-511-51=49=49 组成相为组成相为、Fe3C Fe3C，它们的相对重量为：，它们的相对重量
21、为：=100%*(6.69-0.4)/6.69=94 =100%*(6.69-0.4)/6.69=94;=1-94;=1-94=6=6利用平衡组织中珠光体所占的面积百分比，可以近利用平衡组织中珠光体所占的面积百分比，可以近似估算亚共析钢的含碳量似估算亚共析钢的含碳量:C%=PC%=P面积面积%0.77%(%0.77%(忽视忽视中含碳量，中含碳量，P P面积面积%=QP)%=QP)含含0.45%C钢的组织钢的组织含含0.20%C钢的组织钢的组织含含0.60%C钢的组织钢的组织(4)(4)过共析钢过共析钢(0.77(0.77C C2.112.11)合金的冷却曲线及平衡结晶过程合金的冷却曲线及平衡结
22、晶过程:合金在合金在12点转变为点转变为,到到3点点,起先析出起先析出Fe3C,其沿晶界呈网其沿晶界呈网状分布状分布。到。到4点，点，成成分沿分沿ES线变更到线变更到S点，点，余下的余下的 转变为转变为P。过共析钢的结晶过程过共析钢的结晶过程过共析钢室温平衡状态显微组织过共析钢室温平衡状态显微组织过共析钢的室温组织组成物为过共析钢的室温组织组成物为 p+Fe p+Fe3 3C C 。含含1.21.2C C钢中组织组成物的相对重量为：钢中组织组成物的相对重量为：Fe Fe3 3C C=100%*(1.2-0.77)/(6.69-0.77)=7=100%*(1.2-0.77)/(6.69-0.77
23、)=7;p=1-7;p=1-7=93=93 组成相为组成相为、FeFe3 3C C。(5)(5)共晶白口铸铁共晶白口铸铁(=4.3%)=4.3%)合金的冷却曲线及平衡结晶过程合金的冷却曲线及平衡结晶过程:合金冷却到合金冷却到C点发生共晶反应全部转变为莱氏体点发生共晶反应全部转变为莱氏体(Ld),莱氏体是共晶莱氏体是共晶 与共晶与共晶Fe3C的的机械混合物机械混合物,呈蜂窝状呈蜂窝状.C点以下点以下,成分沿成分沿ES线变更，共晶线变更，共晶 将析出将析出Fe3C。Fe3C与共晶与共晶Fe3C 结合，结合，不易辨别。不易辨别。温度降到温度降到2点点,成分达到成分达到0.77%,共晶共晶 发生共析反
24、应，转变为珠光体，这种由发生共析反应，转变为珠光体，这种由P与与 Fe3C组成的共晶体称低温莱氏体（变态莱氏体）组成的共晶体称低温莱氏体（变态莱氏体）,用用Ld表示表示.Fe3C 共晶白口铁的结晶过程共晶白口铁的结晶过程共晶白口铸铁共晶白口铸铁室温平衡状态显微组织室温平衡状态显微组织共晶白口铸铁的室温组织组成物为共晶白口铸铁的室温组织组成物为Ld。组成相为组成相为、FeFe3 3C C。(6)(6)亚共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁(2.11(2.114.34.3)合金的冷却曲线及平衡结晶过程合金的冷却曲线及平衡结晶过程:合合金金在在12点点间间析析出出 。到到2点点，液液相相成成分分变变到到C点点
25、,并并转转变变为为Ld。23点点间间从从 中中析析出出Fe3C，一一次次 的的Fe3C被被共共晶晶 衬衬托托出出来来。到到3点点，转转变变为为P,Ld转转变变为为Ld。亚共晶白口铁的结晶过程亚共晶白口铁的结晶过程亚共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁室温平衡状态显微组织室温平衡状态显微组织亚共晶白口铸铁的室温组织组成物为亚共晶白口铸铁的室温组织组成物为 P+Fe P+Fe3 3C C+Ld +Ld。含含3%C3%C亚共晶白口铸铁钢中组织组成物的相对重量为：亚共晶白口铸铁钢中组织组成物的相对重量为：2.112.11 =100%*(4.3-3)/(4.3-2.11)=59=100%*(4.3-3)/(4.3
26、-2.11)=59;L L4.34.3=1-59=1-59=41=41 Fe Fe3 3C C=59%*(2.11-0.77)/(6.69-0.77)=1359%*(2.11-0.77)/(6.69-0.77)=13;P=P=0.770.77=59%*(6.69-2.11)/(6.69-0.77)=4659%*(6.69-2.11)/(6.69-0.77)=46 组成相为组成相为、FeFe3 3C C。(7)(7)过共晶白口铸铁过共晶白口铸铁(4.3%(4.3%c 6.69%)c 6.69%)合金的冷却曲线及平衡结晶过程合金的冷却曲线及平衡结晶过程:12点间从液点间从液相中析出相中析出Fe3C
27、，呈，呈粗条片状。粗条片状。到到2点，余下点，余下的液相成分的液相成分变到变到C点并转点并转变为变为Ld。2点以下点以下,Fe3C成分成分重量不再发重量不再发生变更生变更,Ld变更同共晶变更同共晶合金。合金。过共晶白口铁的结晶过程过共晶白口铁的结晶过程过共晶白口铸铁室温平衡状态显微组织过共晶白口铸铁室温平衡状态显微组织过共晶白口铸铁的室温组织组成物为过共晶白口铸铁的室温组织组成物为 Fe Fe3 3C C+Ld +Ld。含含4.3%C4.3%C过共晶白口铸铁钢中组织组成物的相对重量为：过共晶白口铸铁钢中组织组成物的相对重量为：Fe Fe3 3C C=100=100%*%*(5-4.3)/(6.
28、69-4.3)=29(5-4.3)/(6.69-4.3)=29;Ld=1-29 Ld=1-29%=71=71 组成相为组成相为、FeFe3 3C C。组织组成物与相组组织组成物与相组成物标注区分主要在成物标注区分主要在+Fe3C和和+Fe3C两个相区两个相区.+Fe3C相区中有四个组织组相区中有四个组织组成物区，成物区，+Fe3C相相区中有七个组织组成区中有七个组织组成物区。物区。组织组成物在铁碳合金相图上的标注组织组成物在铁碳合金相图上的标注 +Fe3C +Fe3C FeFe3CSQPNKJHGFEDCBAA+Fe3CA+FL+AA+L+F ALL+Fe3CF+Fe3CA+Fe3CA+Fe3
29、C+LeLeLe+Fe3CLe+Fe3CLeP+Fe3C+LeP+Fe3CP+FPF+Fe3CC%温温度度5.3 5.3 铁碳合金成分、组织与性能的关系铁碳合金成分、组织与性能的关系 1.1.成分与组织的关系成分与组织的关系 Fe3CFe3C、的的相相对对重重量量由由杠杠杆杆定定律律确确定定。随随碳碳含含量量的的增增加加，的的量量渐渐渐渐变变少少，由由100100按按直直线线关关系系变变至至0 0；Fe3CFe3C的的量量则则渐渐渐渐增增多多，相相应应地地由由0%0%变变至至100100。同同时时，两两相相相相互互组组合合的的形形态态，即即合合金金的的组组织织也也随随碳碳含含量量的的增增加加，
30、组组织织按按下下列列依依次变更：次变更：+P+P P P-P+Fe3C P+Fe3C-P+Fe3C+Ld P+Fe3C+Ld Ld-Ld-Ld+Fe3C Ld+Fe3C-Fe3C Fe3C 2.2.成分与性能的关系：成分与性能的关系：a.a.硬硬度度：随随碳碳含含量量的的增增加加，由由于于硬硬度度高高的的Fe3CFe3C增增多多，硬硬度度低低的的削减，所以合金的硬度呈直线关系增加。削减，所以合金的硬度呈直线关系增加。b.b.强强度度：强强度度是是一一个个对对组组织织形形态态很很敏敏感感的的性性能能。随随碳碳含含量量的的增增加加，亚亚共共析析钢钢中中P P增增多多而而削削减减。P P的的强强度度
31、比比较较高高，其其大大小小与与细细密密程程度度有有关关。组组织织越越细细密密，则则强强度度值值越越高高。的的强强度度较较低低。所所以以亚亚共共析析钢钢的的强强度度随随碳碳含含量量的的增增大大而而增增大大。但但当当碳碳含含量量超超过过共共析析成成分分之之后后，由由于于强强度度很很低低的的Fe3CFe3C沿沿晶晶界界出出现现，合合金金强强度度的的增增高高变变慢慢，到到约约0.9%0.9%时时，Fe3C Fe3C 沿沿晶晶界界形形成成完完整整的的网网，强强度度快快速速降降低低。随随着着碳碳含含量量的的增增加加，强强度度不不断断下下降降，到到2.112.11后后，合合金金中中出出现现LdLd，强强度度
32、已已降降到到很很低低的的值值。再再增增加加碳碳含含量量时时，由由于于合合金金基基体体都都为为脆脆性性很很高高的的Fe3CFe3C，强强度度变变更更不不大大且且值值很很低低，趋趋近于近于Fe3CFe3C的强度的强度(约约2030MN2030MNm)m)c.c.塑塑性性：铁铁碳碳合合金金中中Fe3CFe3C是是极极脆脆的的相相，没没有有塑塑性性，不不能能为为合合金金的的塑塑性性变变形形作作出出贡贡献献。合合金金的的塑塑性性变变形形全全部部由由供供应应。所所以以随随碳碳含含量量的的增增大大，量量不不断断削削减减时时，合合金金的的塑塑性性连连续续下下降降。到到合金成为白口铸铁时，塑性就降到近于零值了。
33、合金成为白口铸铁时，塑性就降到近于零值了。5.4 5.4 铁碳合金相图的应用铁碳合金相图的应用 1.1.在钢铁材料选用方面的应用在钢铁材料选用方面的应用 纯铁不宜用作结构材料纯铁不宜用作结构材料,主要用作功能材料。低碳钢主要用作功能材料。低碳钢主要用作建筑结构和各种型钢，中碳钢主要制作各种主要用作建筑结构和各种型钢，中碳钢主要制作各种机械零件，高碳钢主要制作各种工具。白口铸铁适用机械零件，高碳钢主要制作各种工具。白口铸铁适用于作要求耐磨、不受冲击、形态困难的铸件。于作要求耐磨、不受冲击、形态困难的铸件。2.2.在铸造工艺方面的应用在铸造工艺方面的应用 依据依据Fe-Fe3CFe-Fe3C相图可
34、确定合金的浇注温度（液相线以相图可确定合金的浇注温度（液相线以上上5050100100）。纯铁和共晶白口铸铁的铸造性能最好，）。纯铁和共晶白口铸铁的铸造性能最好，所以铸铁在生产上很多是选在共晶成分旁边。铸钢生所以铸铁在生产上很多是选在共晶成分旁边。铸钢生产中，碳含量规定在产中，碳含量规定在0.150.150.60.6之间。之间。3.3.在热锻、热轧工艺方面的应用在热锻、热轧工艺方面的应用 钢锻造、轧制选在单相奥氏体区内进行。一般始锻、钢锻造、轧制选在单相奥氏体区内进行。一般始锻、始轧温度限制在固相线以下始轧温度限制在固相线以下100100200200范围内，亚共范围内，亚共析钢热加工终止温度多限制在析钢热加工终止温度多限制在GSGS线以上一点，过共析线以上一点，过共析钢变形终止温度应限制在钢变形终止温度应限制在PSKPSK线以上一点。线以上一点。4.4.在热处理工艺方面的应用在热处理工艺方面的应用 热处理加热温度都是依据热处理加热温度都是依据Fe-Fe3CFe-Fe3C相图确定的。相图确定的。