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金相組織---鐵碳合金 日期:2017.08.17

一、基本概念


1、鐵碳合金:碳鋼和鑄鐵的統稱,都是以鐵和碳為基本組元的合金
2、碳鋼:含碳量為0.0218%~2.11%的鐵碳合金
3、鑄鐵:含碳量大於2.11%的鐵碳合金
4、鐵碳合金相圖:研究鐵碳合金的工具,是研究碳鋼和鑄鐵成分、溫度、組織和性能之間關係的理論基礎,也是製定各種熱加工工藝的依據。


注:由於含碳量大於Fe3C的含碳量(6.69%)時,合金太脆,無實用價值,因此所討論的鐵碳合金相圖實際上是Fe-Fe3C


二、組元


1、純鐵:純鐵指的是室溫下的α-Fe,強度、硬度低,塑性、韌性好。


2、碳:碳是非金屬元素,自然界存在的遊離的碳有金剛石和石墨,它們是同素異構體。


3、碳在鐵碳合金中的存在形式有三種:


●C與Fe形成金屬化合物,即滲碳體;
●C以遊離態的石墨存在於合金中。
●C溶於Fe的不同晶格中形成固溶體;


A. 鐵素體:C溶於α-Fe中所形成的間隙固溶體,體心立方晶格,用符號“F”或“α”表示,鐵素體是一種強度和硬度低,而塑性和韌性好的相,鐵素體在室溫下可穩定存在。


B. 奧氏體:C溶於γ-Fe中所形成的間隙固溶體,麵心立方晶格,用符號“A”或“γ”表示,奧氏體強度低、塑性好,鋼材的熱加工都在奧氏體相區進行,奧氏體在高溫下可穩定存在。


C. C與Fe形成金屬化合物:即滲碳體Fe3C,Fe與C組成的金屬化合物,Fe與C組成的金屬化合物,含碳量為6.69%。以“Fe3C”或“Cm”符號表示,滲碳體的熔點為1227℃,硬度很高(HB=800)而脆,塑性幾乎等於零。滲碳體在鋼和鑄鐵中,一般呈片狀、網狀或球狀存在。它的形狀和分布對鋼的性能影響很大,是鐵碳合金的重要強化相。碳在a-Fe中溶解度很低,所以常溫下碳以滲碳體或石墨的形式存在。

 
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