默画出Fe-Fe3C相图,填出各区域的组织,并分析含0.4%C、1.2%C、3.0%C合金的结晶过程及室温下的(显微)组织。
默画出Fe-Fe3C相图,填出各区域的组织,并分析含0.4%C、1.2%C、3.0%C合金的结晶过程及室温下的(显微)组织。
(1)含0.4%C铁碳合金为亚共析钢,其结晶过程:
分析说明如下:在铁碳相图中作ωC=0.4%的合金的成分垂线交相图于1、2、3、4、5点。合金液在0~1之间的温度范围内,处于稳定的液相;冷却到1~2点之间时,液相将按匀晶转变结晶出δ铁素体;温度达到2点时,部分液相与δ棚发生包品反应得到奥氏体A;在2~3点之间剩余液体按匀晶反应全部转变为奥氏体A;温度降至3点,液相结晶结束,组织为单一奥氏体A;3~4点之间温度,奥氏体A进行成分(含碳)均匀化,处于稳定的欠饱和状态;冷到固溶体转变线4点时,开始发生奥氏体向铁素体的转变,且随温度下降铁素体量增多;当达到5点温度时,奥氏体不再发生向铁素体的转变,而余下奥氏体的成分变为S点的共析成分,而在恒温下从奥氏体中同时交替析出成分为P点的片状铁素体F和成分为K点的片状Fe3C,发生共析转变而生成层片状的珠光体(P),即AS→P(FP+Fe3Ck),此时先析出的铁素体不发生变化;在继续冷却过程中,先析出的铁素体和珠光体中的铁素体F还会沿PQ线析出Fe3CⅢ,但因析出量很少,常忽略不计,所以最终得到“铁素体(F)+珠光体(P)”的室温组织。
(2)含1.2%C铁碳合金为过共析钢,其结晶过程:
L→A→Fe3CⅡ、A余→P、Fe3CⅡ
分析说明如下:在铁碳相图中作ωC=1.2%的合金的成分垂线交相图于1、2、3、4点。合金液体在0~1之间的温度范围内,处于稳定的液相;冷却到1~2点之间时.将按前述匀品转变结晶成奥氏体A;在2~3点之间奥氏体A处于稳定的欠饱和状态;冷到固溶线3点时,奥氏体刚好处于饱和的临界状态;如温度低于3点,则奥氏体变为不稳定的过饱和状态,会以网状Fe3CⅡ的形式析出多余的溶质,温度越低,析出的Fe3CⅡ就越多越粗,此时奥氏体的含碳量沿固溶线ES降低,奥氏体的数量也随之减少;达到4点时,Fe3CⅡ不再析出,而余下奥氏体的成分变为S点的共晶成分,而在恒温下从奥氏体中同时交替析出成分为P点的片状铁素体F和成分为K点的片状Fe3C,发生共析转变而生成层片状的珠光体(P),即AS→P(FP+Fe3C);在继续冷却过程中Fe3CⅡ(网状)不再变化,而珠光体中的铁素体F还会沿PQ线析出Fe3CⅢ,但因析出量特少,常忽略不计,所以最终得到“珠光体(P)+网状Fe3CⅡ”的室温组织。上述分析说明的示意图如图3.2.7所示。
(3)含3.0%C铁碳合金为亚共晶白口铸铁,其结晶过程:
L→A→L余→Ld(A+Fe3C)、A→Fe3CⅡ、A、Ld(A+Fe3C+Fe3CⅡ)→
Fe3CⅡ、P、L'd(P+Fe3C+Fe3CⅡ)
分析说明如下:在铁碳相图中作ωC=3%的合金的成分垂线交相图于1、2、3、4点。合金液体在0~1之间的温度范围内,处于稳定的液相;冷却到1~2点之间时,将按前述匀晶转变结晶出奥氏体A;冷到共晶线2点时,剩余液相的含碳量沿BC线增加到C点发生共品反应,转变为高温莱氏体(Ld);如温度低于2点,则奥氏体变为不稳定的过饱和状态,会以网状Fe3CⅡ的形式析出多余的溶质,温度越低,析出的Fe3CⅡ就越多越粗,此时奥氏体的含碳量沿固溶线ES降低,奥氏体的数量也随之减少;达到3点时,Fe3CⅡ不再析出,而余下奥氏体的成分变为S点的共析成分,而在恒温下从奥氏体中同时交替析出成分为P点的片状铁素体F和成分为K点的片状Fe3C,发生共析转变而生成层片状的珠光体(P),即AS→P(FP+Fe3C);在继续冷却过程中Fe3CⅡ(网状)不再变化,而珠光体中的铁素体F还会沿PQ线析出Fe3CⅢ,但因析出量很少,常忽略不计,故最终得到“珠光体(P)+Fe3CⅡ+低温莱氏体Ld(P+Fe3C+Fe3CⅡ)”的室温组织。