默画Fe-Fe3C相图并填写相区。然后回答下列问题:
1.注出P、S、E、C各点的成分,说明各点的物理意义。
2.说明相图中三条水平线上各发生什么转变,写出反应式,并指出什么是珠光体,什么是莱氏体?
3.分析含碳量为3%的亚共晶白口铁的结晶过程,画出冷却曲线,并用杠杆定律计算室温下组织组成物和相组成物的相对含量。
参考答案:
相图略。
1.P:碳在α-Fe中的最大溶解度。
S:共析点。
E:碳在γ-Fe中的最大溶解度。
C:共晶点。
2.包晶转变线HJB
共晶转变线ECF
共析转变线PSK
铁素体和渗碳体的两相混合物称为珠光体。奥氏体与渗碳体的机械混合物称为莱氏体。
3.冷却曲线如图所示。
含碳量为3.0%的亚共晶白口铁的结晶过程中,与相图上各条曲线从上往下依次交于1、2、3点(见图)。在1—2点之间按匀晶转变结晶出初晶(或先共晶)奥氏体,奥氏体的成分沿JE线变化,而液相的成分沿ABC线变化。当温度降至2点时,液相成分到达共晶点C,于恒温(1148℃)下发生共晶转变,即
,形成莱氏体。当温度冷却到2—3点温度区间时,从初晶奥氏体和共晶奥氏体中析出二次渗碳体。随着二次渗碳体的析出,奥氏体的成分沿着ES线不断降低,当温度到达3点(727℃)时,奥氏体的成分也到达了S点,于恒温下发生共析转变,即
,所有的奥氏体都转变为珠光体。所以最终的组织为:P+Fe3CⅡ+L′d。
根据杠杆定律计算,该合金的组织组成物中,各占比例为:
P%=γE%- Fe3CⅡ%=59.4%-13.4%=46%
该合金的相组成由(F+ Fe3C)组成,其各占的比例为: