Fe-C相圖是以溫度℃為縱坐標(biāo),含碳量(C%)為橫坐標(biāo),它表示不同成分的鐵碳合金在緩慢加熱或冷卻條件下的結(jié)晶過(guò)程,各種相與平衡存在的溫度范圍及成分范圍及其轉(zhuǎn)變過(guò)程。實(shí)際上鐵碳合金中的碳含量超過(guò)6.67%時(shí),因合金粒性過(guò)大,而沒(méi)有使用價(jià)值。因而,鐵碳相圖只研究含較量在6.67%以下的鐵碳合金部分,如圖1-11所示。
1.鐵碳相圖上各點(diǎn),線和區(qū)域的意義
從上圖看出,A、B、C、D線為液相線。即固態(tài)合金在加熱時(shí)的熔化終了線,或液態(tài)合金冷卻時(shí)結(jié)晶開(kāi)始的溫度線。其中,A為純鐵的熔點(diǎn),B為包晶反應(yīng)時(shí)液態(tài)合金的濃度點(diǎn),C為共晶轉(zhuǎn)變點(diǎn),D為滲碳體(Fe3C)的熔點(diǎn)。
A、H、J、E、C、F線為固相線,即液態(tài)合金冷卻時(shí)結(jié)晶終了的溫度線。其中,H為&-Fe中碳的最大溶解度J為包晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)。E為碳在Y-Fe中最大溶解度。
G、S線即A3線,是加熱時(shí)鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的終了溫度線,或冷卻時(shí)奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的開(kāi)始溫度線。其中,G為a-Fe和Y-Fe的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn),S為共析轉(zhuǎn)變點(diǎn)。
G、P線是加熱時(shí)鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的開(kāi)始溫度線,或冷卻時(shí)奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的終了溫度線。其中,P點(diǎn)為碳在α-Fe中的最大溶解度。
S、E線即A„線。是加熱時(shí)滲破體溶入奧氏體的終了線。即碳量火于0.8%時(shí),碳在奧氏體中的溶解度線,也是冷卻時(shí)從奧氏體中析出二次滲碳體的開(kāi)始線。
P、Q線是碳在鐵素體中溶解度線。也是冷卻時(shí)從鐵素體中析出三次滲碳體的開(kāi)始線。其中,Q點(diǎn)是室溫下碳在α-Fe中的溶解度。
相圖上的三條水平線(H、J、B、E、C、F、P、S、K)分別為三個(gè)等溫反應(yīng)線,即:
(1)在HJB線上(1485℃)發(fā)生包晶反應(yīng),稱為包晶線;
(2)在ECF線上(1130℃)發(fā)生共晶反應(yīng),稱為共晶線;
(3)在PSK線上(723℃)發(fā)生共析反應(yīng),稱為共析線;
在鐵碳相圖上,若不考慮左上角的包晶反應(yīng)區(qū),則由上述各線共組成八個(gè)封閉的相區(qū),即
A、B、C、_D線以上是液相區(qū);
N、J/、E、S、G是奧氏體相區(qū);
G、P、Q是鐵素體相區(qū);
B、C、E、J是奧氏體與液相金屬共存區(qū);
D、F、C是滲碳體與夠相金屬共存區(qū);
G、S、P是奧氏體和鐵素體兩相平衡共存區(qū);
S、E、F、K是奧氏和滲碳體兩相平衡共存區(qū);
P、K、L、Q是鐵素體和滲碳體兩相平衡共存區(qū)。