1 Fe-C 相图与非平衡相转变总结 钢通常被定义为一种铁和碳的合金,其中碳含量在几个ppm 到2
11wt%之间
其它的合金元素在低合金钢中可总计达5wt%,在高合金钢例如工具钢,不锈钢(>10
5%)和耐热CrNi 钢(>18%)合金元素含量甚至更高
钢可以展现出一系列的性能,这些性能依据于钢的组成,相状态和微观组成结构,而这些又取决于钢的热处理
Fe-C 相图 理 解 钢 的 热 处 理的基础是Fe-C 相图 (图一)
图 一 实 际 上 有 两个图: ( 1) 稳定态Fe-C图(点划线),( 2)亚稳态Fe-Fe3C 图
由于稳态需要很长时间才能达到,特别是在低温和低碳情况下,亚稳态往往引起人们更多的兴趣
Fe-C 相图告诉我们,在不同碳含量的组成和温度下,达稳态平衡或亚稳态平衡时哪些相会生成
我们区别了a-铁素体和奥氏体,a-铁素体在727° C ( 1341° F)时最多溶解0
028%C,奥氏体在1148° C ( 2098° F)可溶解2
11wt%C
在碳多的一侧我们发现了渗碳体(Fe3C),另外,除了高合金钢之外,高温下存在的a-铁素体引起我们较少的兴趣
在单相区之间存在着两相混合区,例如铁素体和渗碳体,奥氏体 2 和渗碳体,铁素体和奥氏体
在最高温下,液相区可被发现,在液相区以下有两相区域液态奥氏体,液态渗碳体和液态铁素体
在钢的热处理中,我们总是避免液相的生成
我们给单相区一些重要的边界特殊的名字:( 1) A1, 低共熔温度,是奥氏体生成的最低温度;( 2) A3,奥氏体区域的低温低碳边界,也即r/(r+a)边界;( 3) Acm,奥氏体区域的高碳边界,也即r/(r+Fe3C)边界
低共熔温度碳含量是指在奥氏体生成的最低温度时的碳含量( 0
77wt%C)
铁素体-渗碳体混合相在冷却形成时有一个特殊的外貌,被称为珠光体,可作为微观结构