合金相图是表示在极缓慢冷却(或加热)条件下，不同化学成分的合金，在不同温度下所具有的组织状态的一种图形。生产实践表明，碳的质量分数wC>5%的铁碳合金，尤其当碳的质量分数增加到6.69%时，铁碳合金几乎全部变为化合物Fe3C。这种化学成分的铁碳合金性能硬而脆，机械加工困难，在机械工程上很少应用。所以，在研究铁碳合金相图时，只需研究wC≤6.69%这部分。而wC＝6.69%时，铁碳合金全部为亚稳定的Fe3C，因此，Fe3C就可看成是铁碳合金的一个组元。实际上研究铁碳合金相图，就是研究Fe－Fe3C相图，如图3－1所示。
1.铁碳合金相图中的特性点
铁碳合金相图中主要特性点的温度、碳的质量分数及其含义(见表3－2)。
图3－1 Fe－Fe3C相图
表3－2 铁碳合金相图中的特性点
2.主要特性线
(1)液相线ACD。在此线以上铁碳合金处于液体状态(L)，冷却下来时碳的质量分数小于4.3%的铁碳合金在AC线开始结晶出奥氏体(A)；碳的质量分数大于4.3%的铁碳合金在CD线开始结晶出渗碳体，称一次渗碳体，用Fe3CⅠ表示。
(2)固相线AECF。在此线以下铁碳合金均呈固体状态。
(3)共晶线ECF。ECF线是一条水平(恒温)线，称为共晶线。在此线以上液态铁碳合金将发生共晶转变，其反应式为
共晶转变形成了奥氏体与渗碳体的机械混合物，称为莱氏体(Ld)。碳的质量分数为2.11%～6.69%的铁碳合金中均会发生共晶转变。
(4)共析线PSK。PSK线也是一条水平(恒温)线，称为共析线，通称A1线。在此线上固态奥氏体将发生共析转变，其反应式为(www.xing528.com)
共析转变形成了铁素体与渗碳体的机械混合物，称为珠光体(P)。碳的质量分数大于0.0218%的铁碳合金均会发生共析转变。
(5)GS线。GS线表示冷却时由奥氏体组织中析出铁素体组织的开始线，通称A3线。
(6)ES线。ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通称Acm线。它表示随着温度的降低，奥氏体中碳的质量分数沿着此线逐渐减少，而多余的碳以渗碳体形式析出，称为二次渗碳体，用Fe3CⅡ表示，以区别于从液体中直接结晶出来的Fe3CⅠ。
(7)GP线。GP线为冷却时奥氏体组织转变为铁素体的终止线，或者加热时铁素体转变为奥氏体的开始线。
(8)PQ线。PQ线是碳在铁素体中的溶解度变化曲线，它表示随着温度的降低，铁素体中的碳的质量分数减少，多余的碳以渗碳体形式析出，称为三次渗碳体，用Fe3CⅢ表示。由于其数量极少，在一般钢中影响不大，故可忽略。
铁碳合金相图的特性线及其含义(见表3－3)。
表3－3 铁碳合金相图中的特性线
3.铁碳合金相图中的相区
铁碳合金相图中的主要相区(见表3－4)。
表3－4 铁碳合金相图中的主要相区的组织组成物
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