共析转变及其在铁碳合金中的作用

在PSK水平线（727℃）发生共析转变

共析转变的产物称为珠光体，用符号P表示。共析转变温度常用符号A₁表示。从相图中可以看出，凡是碳的质量分数大于0.0218％的铁碳合金都将发生共析分解反应。

经共析转变形成的珠光体是片层状的，由共析铁素体和共析渗碳体构成。珠光体中渗碳体与铁素体相对量的比值为12.6％。

共析钢中珠光体、渗碳体与铁素体含量的比值约为1∶8。如果忽略铁素体和渗碳体比体积上的微小差别，铁素体所占的体积约为渗碳体的八倍。在扫描电镜下观察时，珠光体组织中较厚的片是铁素体，较薄的片是渗碳体，如图1-6所示，可见铁素体片比渗碳体片厚得多。

图1-6 片状珠光体组织（SEM）(www.xing528.com)

此外，铁碳相图中还有几条重要的固态转变线，即GS线、ES线和PQ线。

GS线又称为A₃线，它是在冷却过程中由奥氏体析出铁素体的开始线，或加热时铁素体全部溶入奥氏体的终了线。

ES线是碳在奥氏体中的固溶度曲线，常称为A_cm线。当温度低于A_cm线时，奥氏体中将析出Fe₃C，称为二次渗碳体（Fe₃C_Ⅱ）。

PQ线是碳在铁素体中的固溶度曲线。碳在铁素体中的最大固溶度为727℃时的0.0218％，600℃时降为0.008％，300℃时约为0.001％。因此，铁素体从727℃冷却下来时也将析出渗碳体，称为三次渗碳体（Fe₃C_Ⅲ）。

从图1-5和表1-2中可以看出，铁碳合金中存在着复杂的相变。除了钢和铸铁的液体结晶外，固态相变也很复杂。在A₀点（230℃）发生渗碳体（Fe₃C）的磁性转变；在A₂点（770℃）发生铁素体（α-Fe）的磁性转变，磁性转变属于二级相变。A₁温度（727℃）是共析转变温度，发生相变，这是钢中最主要的一个平衡转变。其次还有脱溶转变：奥氏体冷却到A₃以下会发生先共析铁素体的析出，称为负脱溶；奥氏体冷却到A_cm以下会发生先共析渗碳体（二次渗碳体）的析出，称为正脱溶。铁素体在A₁温度（727℃）以下沿着PQ线冷却，会析出三次渗碳体，也是正脱溶。以上是铁碳相图中存在的平衡转变。至于常见的贝氏体相变、马氏体转变等是非平衡转变，在铁碳相图中不能标出，可在后面讲述的奥氏体转变图中找到。