什么是铁碳相图？

铁碳相图

铁碳相图广泛用于了解钢和铸铁的不同相。钢和铸铁都是铁和碳的混合物。而且，这两种合金都含有少量的微量元素。

该图非常复杂，但由于我们将探索限制在 Fe3C，因此我们将只关注高达 6.67 重量百分比的碳。

该铁碳相图以碳浓度为 X 轴，温度为 Y 轴。

图显示了 Fe-C 平衡图，其中描绘了各种钢和铸铁的各种组织（在加热和冷却过程中获得）、相和微观成分。主要结构、各条线的意义、临界点如下。

Fe-C 图结构

钢铁的主要微观成分如下：

• 奥氏体
• 铁氧体
• 水泥
• 珍珠岩

1。奥氏体

奥氏体是游离碳（铁素体）和铁在伽马铁中的固溶体。在加热钢时，在上临界温度之后，组织的形成完成为奥氏体，奥氏体是坚硬的、有延展性的、无磁性的。

它能够溶解大量的碳。它在钢的加热和冷却过程中处于临界或转移范围之间。当钢在 1130°C 时含有高达 1.8% 的碳时形成。在冷却到 723°C 以下时，它开始转变为珠光体和铁素体。奥氏体钢不能通过通常的热处理方法硬化，并且是非磁性的。

2。铁氧体

铁氧体在铁中含有很少或不含碳。它是柔软且有延展性的纯铁晶体的名称。低碳钢在临界温度以下缓慢冷却会产生铁素体组织。快速冷却时铁素体不会硬化。它非常柔软且具有很强的磁性。

3。渗碳体

渗碳体是碳与铁的化合物，被称为碳化铁 (Fe3C)。碳含量为 6.67% 的铸铁具有完整的渗碳体结构。游离渗碳体存在于所有含碳量超过 0.83% 的钢中。如 Fe-C 平衡图所示，它随着碳百分比的增加而增加。这是非常困难的。

铸铁的硬度和脆性被认为是由于渗碳体的存在。它会降低抗拉强度。当碳与铁以碳化铁的形式形成明确的结合时，就会形成这种碳化铁，这种碳化铁在性质上非常坚硬。铸铁的脆性和硬度主要由其中是否存在渗碳体来控制。 200℃以下有磁性。

4。珠光体

珠光体是铁素体和渗碳体的共析合金。它尤其以铁素体和渗碳体的机械混合物形式出现在中低碳钢中，比例为 87:13。其硬度随着黑色金属材料中珠光体的比例增加而增加。

珠光体相对强、硬且具有延展性，而铁素体较弱、软且具有延展性。它由交替的明暗板组成。

这些层交替地是铁素体和渗碳体。用显微镜观察，表面呈珍珠状，故称珠光体。硬钢是珠光体和渗碳体的混合物，而软钢是铁素体和珠光体的混合物。

当碳含量增加超过 0.2% 时，铁素体首先从奥氏体中剔除的温度下降，直到碳含量达到或高于 0.8% 时，没有游离铁素体从奥氏体中剔除。这种钢称为共析钢，成分为珠光体组织。

随着具有不同碳含量（高达 6%）的铁被加热和冷却，代表线的以下阶段将说明铁的结构，它是如何充电的。

变换线的意义

1。 ABCD线

线 ABCD 表示在这条线上方加热熨斗期间熔化已完成。熔融金属纯粹处于液相线形式。在这条线以下和 AHJECF 线以上，金属部分为固体，部分为液体。

固体金属被称为奥氏体。因此，线 ABCD 表示熔化被认为完成的温度。在这条线之外，金属完全处于熔融状态。它不是一条水平线，熔化温度会随碳含量而变化。

2。线AHJECF

这条线告诉我们金属在这个温度下开始熔化。这条线不是水平的，因此熔化温度将随碳含量而变化。在这条线以下和 GSEC 线以上，金属呈固态并具有奥氏体结构。

3。线PSK

这条线出现在 723°C 附近，是一条水平线，被称为下临界温度线，因为钢的转变从这条线开始。碳百分比对其没有影响，这意味着具有不同碳百分比的钢将在相同温度下转变。

线以上到 GSE 的范围称为转换范围。这条线告诉我们，碳含量高达 0.8% 到 0.8% 的钢在加热过程中会开始从铁素体和珠光体转变为奥氏体。

4。线路 ECF

这是一条温度为 1130°C 的线，表明铸铁的 C 百分比从 2% 到 4.3%。在这条线以下和SK线以上，铸铁将有奥氏体+莱氏体和渗碳体+莱氏体。

常见问题解答。

什么是铁碳图？

Fe-C 图（也称为铁碳相或平衡图）是合金铁碳 (Fe-C) 的相应微观结构状态的图形表示，具体取决于温度和碳含量。为了解释这个图，必须先介绍一下金属结构和纯铁。

您如何阅读铁碳图？

为什么铁碳图叫平衡图？

碳化铁称为亚稳相。因此，铁-碳化铁图虽然在技术上代表亚稳态条件，但可以认为是在相对缓慢的加热和冷却条件下代表平衡变化。

铁碳相图中有哪些相？

对于铁碳相图，感兴趣的相场是铁素体、渗碳体、奥氏体、铁素体+渗碳体、铁素体+奥氏体和奥氏体+渗碳体相场。

什么是碳平衡图？

铁碳平衡图（也称为铁碳相图）是合金铁碳（Fe-C）的微观组织状态随温度和碳含量变化的图形表示。

共析钢中碳的百分比是多少？

含0.8% C的钢称为共析钢。室温下共析钢的平衡组织为珠光体。

什么是低碳钢？

低碳钢是由铁和碳制成的黑色金属。它是一种价格低廉的材料，具有适用于大多数一般工程应用的特性。低碳低碳钢由于含铁量高，具有良好的磁性能；因此它被定义为“铁磁性的”。

钢是由什么制成的？

钢、铁和碳的合金，其中碳含量不超过 2%（碳含量较高的材料被定义为铸铁）。迄今为止，它是用于建造世界基础设施和工业的最广泛使用的材料，用于制造从缝纫针到油轮的所有物品。

铁碳化铁图中a0温度的意义是什么？

A1 线是共析温度线，是 f.c.c. 的最低温度。铁可以在平衡条件下存在。略高于 A1 线，显微组织由大约 25% 的奥氏体和 75% 的铁素体组成。

什么是铁碳图中的临界温度？

因此，它是对应于亚共析钢的 γ + α/γ 相界的温度，是钢中碳含量的函数，因为它从 0 % C 时的 910 摄氏度下降到 0.76 % C 时的 727 摄氏度. 又称亚共析钢的上限临界温度。

什么是铁碳图中的共析温度？

共析反应描述了一种固体到两种不同固体的相变。在 Fe-C 体系中，在大约 0.8wt% C、723°C 处有一个共析点。对于普通碳钢而言，刚好高于共析温度的相称为奥氏体或伽马。

铁碳图的重要性是什么？

铁碳相图广泛用于了解钢和铸铁的不同相。钢和铸铁都是铁和碳的混合物。而且，这两种合金都含有少量的微量元素。

碳是 FCC 吗？

碳在相图上占据区域“γ”的 FCC 相中比在 BCC 相中更易溶解。碳百分比决定了从 FCC 相或液态铁冷却后形成的铁合金的类型：α 铁、碳钢（珠光体）或铸铁。

你怎么知道它是 BCC 还是 FCC？

FCC和BCC晶体之间最直接的区别在于原子排列。面心立方结构在所有 8 个角位置和所有 6 个面的中心都有一个原子。体心立方结构在所有8个角位置都有一个原子，在立方体的中心还有一个。

钢是 BCC 还是 FCC？

α相称为铁素体。铁素体是钢中的常见成分，具有体心立方 (BCC) 结构[比 FCC 堆积密度小]。

什么是铁碳平衡？

在平衡条件下，前共析铁素体将在含碳量高达 0.8% 的铁碳合金中形成。在纯铁中反应发生在 910°C，而在铁碳合金中发生在 910°C 和 723°C 之间。

铁碳图中的珍珠岩是什么？

珠光体是渗碳体和铁素体的共析混合物。铁碳平衡图：Fe-Fe3C的相图不是真正的平衡，因为碳化铁是不稳定相，经过长时间的热处理分解成铁和碳（石墨形式）。

铁碳图中的铁素体是什么？

铁氧体被称为α固溶体。它是少量碳溶解在α（BCC）铁中的间隙固溶体。在 723°C 时最大溶解度为 0.025 % C，在室温下仅溶解 0.008 % C。它是图中出现的最柔软的结构。

哪个几乎是纯铁相？

纯铁（α-铁或“铁素体”）在加热到 910 °C 以上时会发生晶体结构变化，形成 γ-铁或“奥氏体”。

为什么 ACM 线比 A3 线更陡？

Acm 线比 A3 线陡峭得多，这意味着商业钢中的先共析渗碳体量非常少，但这也意味着必须进行加热，过高的温度才能溶解这种渗碳体以使钢的完全均匀化奥氏体。