材料科學鐵碳相圖

5.6鐵碳相圖純鐵的同素異構轉變金屬的多晶型性（同素異構現象）多晶型性轉變（同素異構轉變）純鐵的同素異構轉變δ-Fe

γ-Fe

α-Fe純鐵的成分及性能純鐵（工業純鐵）：含雜質0.10%～0.20%性能：σb=180～230MPa

σ0.2=100～170MPa

δ=30%～50%

ψ=70%～80%

Ak=128～160J

HBS=50～805.6.1

純鐵及其同位素轉變純鐵及其同位素轉變1394℃912℃

鐵素體（F或α）定義：碳溶于α-Fe中所形成的間隙固溶體晶格結構：bcc最大溶解度：0.0218%（727℃）性能：

σb=180～230MPa

σ0.2=100～170MPa

HBS=50～80

δ=30%～50%

ψ=70%～80%

ak=160～200J/cm2

δ-鐵素體：碳溶于δ-Fe中所形成的間隙固溶體，稱為高溫鐵素體。最大溶解度：0.09%（1495℃）

鐵碳合金的相和組織組成鐵碳合金的相和組織組成奧氏體（A或γ）定義：碳溶于γ-Fe中所形成的間隙固溶體（高溫組織）晶格結構：fcc最大溶解度：2.11%（1148℃）性能：

σb≈400MPa

HBS=170～220

δ=40%～50%高塑性、無磁鐵碳合金的相和組織組成

滲碳體（Fe3C）定義：Fe與C所形成的金屬化合物晶格結構：復雜正交性能：σb≈30MPa

HB=800

δ≈0

ψ≈0

硬而脆（耐磨性好）

Fe3C

3Fe+C（石墨）合金滲碳體：（Fe、Me）3C Fe3（C、N）或Fe3（C、B）

石墨碳晶格結構：簡單六方性能:加工性能機械性能鐵碳合金的相和組織組成高溫

Fe–C

二元相圖Fe3CFe2CFeC溫度FeC(6.69%C)

Fe-Fe3C相圖相區重要線ABCDAHJECFCDHJBECFPSK（A1）GS（A3）ES（Acm）PQ鐵碳合金相圖分析鐵碳合金相圖分析重要點N、G

——

同素異構轉變點H、E、P、Q

——最大溶解度點J、C、S

——包晶、共晶、共析點A、D

——

Fe、Fe3C熔點包晶反應共晶反應共析反應鐵碳合金相圖分析LdLdPPδL+AFAL+Fe3CA+FF+Fe3CA+Fe3Cδ+Lδ+ALAB0.53C4.3DE2.11FGS0.77P0.02KQJ0.17HFeFe3C0.096.69

珠光體（P）定義：F與Fe3C所形成的機械混合物（平均含碳量：0.77%）性能：σb≈750MPa

HBS=180

δ≈20%～25%

ak=30～40J/cm2綜合性能鐵碳合金的相和組織組成

萊氏體（Ld、或Le、）定義：A與Fe3C所形成的機械混合物（平均含碳量：4.3%）性能：硬而脆鐵碳合金的相和組織組成

鐵碳合金分類

鐵碳合金的結晶過程分析共析鋼[wc=0.77%]鐵碳合金相圖分析室溫平衡組織:100%P（F和Fe3C）組成相的質量分數為：亞共析鋼[0.0218%<wc<0.77%]鐵碳合金相圖分析0.20%C組成相的質量分數為：0.40%C室溫平衡組織:F+P，其相對量為：過共析鋼[0.077%<wc<2.11%]鐵碳合金相圖分析硝酸酒精侵蝕苦味酸侵蝕室溫平衡組織:P+Fe3CⅡ

，其相對量為：工業純鐵[wc<0.02%]鐵碳合金相圖分析室溫平衡組織:F+Fe3CⅢ

共晶白口鐵[wc=4.3%]鐵碳合金相圖分析室溫平衡組織:100%亞共晶白口鐵[2.11%<wc<4.3%]鐵碳合金相圖分析室溫平衡組織:P+Fe3CⅡ+過共晶白口鐵[4.3%<wc<6.69