铁碳合金的（基本组织）相

时间:2015-10-31 08:46 来源:自动控制网

在固态铁碳合金中，铁和碳的相互作用有两种：一是碳原子溶解到铁的晶格中形成固溶体，如铁素体与奥氏体；二是铁和碳原子按一定的比例相互作用形成金属化合物，如渗碳体。

铁素体、奥氏体、渗碳体均是铁碳合金的基本相。

1、铁素体（Ｆ）

碳溶于α铁中的间隙固溶体称为铁素体，用符号Ｆ或α表示。它仍保持α铁的

体心立方晶格，由于体心立方晶格原子间的空隙很小，因而溶碳能力极差，在727℃时的最大溶碳量为Ｗｃ＝0.0218％，在600℃是溶碳量约为Ｗｃ＝0.0057％，室温下几乎为零Ｗｃ＝0.0008％。因此，其室温性能几乎和纯铁相同，铁素体的强度、硬度不高（σb=180-280MPa,50-80HBS），但具有良好的塑性和韧性(δ=30%-50%,Akv=128-160J)。所以以铁素体为基体的铁碳合金适于塑性成形加工。

2、奥氏体（Ａ）

碳溶于γ铁中的间隙固溶体称为奥氏体，用符号Ａ或γ表示。它仍保持γ铁的面心立方晶格。由于面心立方晶格原子间的空隙比体心立方晶格大，因此碳在γ铁中的溶碳能力比在α铁中要大些。在727℃时的溶碳量为Ｗｃ＝0.77％，随着温度的升高溶量增加，到1148℃是时达到最大Ｗｃ＝2.11％。奥氏体的力学性能与其溶碳量及晶粒大小有关，一般奥氏体的强度、硬度为（σb约为400MPa,160-200HBS），但具有良好的塑性和韧性(δ=40%-50%)，无磁性。因为奥氏体的硬度较低而塑性较高，易于锻压成型。

3、渗碳体

渗碳体具有复杂晶格的间隙化合物，分子式为Ｆｅ３Ｃ，其Ｗｃ＝6.69％，是钢和铸铁中常用的固相。熔点约为1227℃，渗碳全硬度很高（950－1050ＨＶ），而塑性与韧性几乎为零，脆性很大。渗碳体不能单独使用，在钢中总是和铁素体混在一起，是碳钢中主要强化相。渗碳体在钢和铸铁中存在形式有片状、球状、网状、板状，它的数量、形状、大小和分布状况对钢的性能影响很大。

渗碳体是一种亚稳定相，在一定条件下会发生分解，形成石墨状的自由碳。