白口铸铁的结晶过程在线视频

接下来我们再来看一下

共晶白口铸铁的结晶凝固过程

共晶的碳含量是等于4.3%

碳含量为4.3%的合金

又称为共晶白口铸铁

它的结晶凝固示意图呢

如PPT图当中所示

当合金冷至ECF线上的1点时

在1148摄氏度的恒温下

发生什么转变

对

共晶转变

反应式呢

液相生成奥氏体加渗碳体两相

成分点呢

液相的成分点是C点

奥氏体的成分点是E点

渗碳体就是6.69

其中

共晶转变的这个产物

奥氏体加上渗碳体

两个相合在一起

我们加一个括弧

又把它称为什么呢

称为莱氏体

莱氏体是一个组织

由两个相所组成的

用符号Ld来表示

莱氏体当中的奥氏体称为共晶奥氏体

渗碳体称为共晶渗碳体

当冷至1点以下的温度时

奥氏体的溶解度

将沿ES线逐渐降低

因此从共晶奥氏体中

将不断析出二次渗碳体

它会与共晶渗碳体连成一体难以分辨

当温度降至PSK线上的2点时

共晶奧氏体的含碳量已降至0.77

这时将会发生共析转变

奥氏体生成铁素体加渗碳体两相

而铁素体和渗碳体两相合在一起

我们又称为珠光体组织

所以最后室温下的组织是珠光体

加二次渗碳体加共晶渗碳体

它的显微组织示意呢

如PPT图当中所示

图中基体是共晶渗碳体

黑色的颗粒是珠光体

这种组织

保持了高温莱氏体的形态特征

只是组成物发生了变化

因此呢

将共析温度以下的莱氏体

又称为低温莱氏体或变态莱氏体

用符号Ld'来进行表示

我们把组织再重新写一下

也就是珠光体P

加上二次渗碳体再加上共晶渗碳体

接下来我们学习

亚共晶白口铸铁的结晶过程

它的碳含量我们选取以3.0%为例的合金

结晶凝固示意图呢

也如PPT当中的图所示

该合金在1到2点之间按匀晶转变

从液态合金中结晶出初晶奧氏体

或称为先共晶奥氏体

初晶奥氏体的成分沿着JE线变化

而液相的成分沿BC线变化

当温度降至ECF线上的2点时

液相的成分将达到共晶点C

于是在1148摄氏度的恒温下

开始发生什么转变呢

对

共晶转变

反应式呢

液相生成奥氏体加渗碳体

同样其中共晶转变的产物奥氏体

加渗碳体两个相合在一起

视为一个组织

称为莱氏体

用符号Ld来表示

温度降至2到3点之间时

由于溶解度的改变

从初晶奥氏体和共晶奥氏体当中

都将析出二次渗碳体

随着二次渗碳体的析出

奥氏体的含碳量不断降低

当温度降至PSK线上的3点时

奧氏体的成分沿ES线变到了S点

在727摄氏度的恒温下

所有的奥氏体

均发生共析转变而变成珠光体

亚共晶白口铁的室温组织

见PPT当中的图

它是由珠光体加上二次渗碳体

再加上低温莱氏体来组成的

图中大块的黑色部分

是由初晶奥氏体共析转变而形成的珠光体

其基体是变态莱氏体

初晶奥氏体析出的二次渗碳体

也与共晶渗碳体连成一体

难以分辨

该铸铁的组织组成物是否可以计算呢

用什么来进行计算呢

同学们这个时候可能会说

我们学习了杠杆定律

但是呢杠杆定律

只能计算两个相的相对含量

可现在

亚共晶白口铁的室温的组织

是由三个部分组成的

珠光体

二次渗碳体和低温莱氏体

这又怎么计算呢

我们不妨把亚共晶白口铁的结晶过程

用流程图的方式来画一遍

看看大家能否找到一些思路呢

在1到2点之间按匀晶转变

从液态合金当中结晶出初晶奧氏体

或称先共晶奥氏体

此时

合金处于哪两个相区呢

对

液相和奥氏体的两相区当中

当温度降至ECF线上的2点时

液相的成分达到了共晶点C

开始发生共晶转变

C点成分的液相

生成了E点成分的奥氏体

加上渗碳体

奥氏体和渗碳体合在一起

为一个组织莱氏体Ld

温度降至2到3点之间时

从初晶奥氏体和共晶奥氏体当中

都将析出二次渗碳体

随着二次渗碳体的析出

当温度降至PSK线上的3点时

所有的奥氏体

均发生共析转变而变成什么

珠光体

那么我们请同学们

仔细来观察一下这个流程图

通过这一系列的降温转变

有没有发现

亚共晶白口铁室温组织的三个部分

也就是珠光体

二次渗碳体

低温莱氏体当中的珠光体

和二次渗碳体均来自于谁呢

来自于初晶奥氏体

而低温莱氏体又来自于谁呢

来自于共析转变前的高温莱氏体

而高温莱氏体又来自于谁呢

来自于共晶转变前的液相 L

因此室温组织当中低温莱氏体的量

就应该是共晶转变前的液相L的量

而珠光体加上二次渗碳体的量

就应该是共晶转变前初晶奥氏体的量

所以我们只要利用杠杆定律计算出

共晶转变前液相L的量和初晶奥氏体的量

也就得到了低温莱氏体的量

和珠光体加二次渗碳体的量

所以即便是三个组织

我们同样可以用杠杆定律来进行计算

下面我们先来计算一下初晶奥氏体的量

同学们

请仔细看一下相图当中的成分点

初晶奥氏体的量

它的端点分别是4.3和2.11

分母就应该是4.3减去2.11

分子是4.3减去3.0乘以100%

计算得到59.4%

那么珠光体加上二次渗碳体的量

也就是等于低温莱氏体的量

也等于液相的量

又等于多少呢

好

应该等于4.3减去2.11作为分母

3.0减去2.11是分子

乘以100%

等于40.6%

也许这个时候同学们还会有疑问

不对啊

现在我们得到的还是两块部分呢

也就是说我们计算的这一部分当中

还是有珠光体和二次渗碳体两个部分

是混合的总量我们计算出来了

但是他们单独的量又如何知道呢

那么我们来看一下

我们是否可以计算出二次渗碳体的量呢

下面我们就来计算一下

组织组成物当中二次渗碳体的量

当碳含量为2.11%时

二次渗碳体从奥氏体当中

有最大的析出量是多少呢

前面

我们刚刚学习过

二次渗碳体最大的析出量

应该等于6.69减去0.77

分之2.11减去0.77

等于22.6%

那么我们现在有多少的奥氏体初晶的量呢

我们有59.4%的奥氏体的量

那从这么多奥氏体的量当中

又能析出多少的二次渗碳体呢

这显然是一个简单的数学关系

也就是二次渗碳体的量

应该等于最大的二次渗碳体的析出量

去乘以现有的奥氏体的量

也就是等于多少呢

22.6%

去乘以现有的奥氏体的量59.4%

等于13.4%

那么组织组成物当中

珠光体的量也就很容易计算得出了

应该是谁呢

是珠光体的量

应该等于初晶奥氏体的量

减去二次渗碳体的量

等于59.4%减去13.4%

等于46%

所以同学们

即便合金的室温组织有三个部分

我们仍然可以利用杠杆定律

来计算出它们的相对含量

好

下面我们来看一下

过共晶白口铸铁的结晶过程

如果前面学习的比较好的同学呢

我们希望这一部分

同学们可以自己来试着说明一下

它的结晶凝固过程

我们一起来看一下

以碳含量为5%的过共晶白口铸铁为例

它的结晶示意图

如PPT当中所示

该合金在1到2温度区间

从液相首先结晶出粗大的一次渗碳体

又称为先共晶渗碳体

随着一次渗碳体数量的增多

液相的成分沿着DC线变化

当温度降至ECF线上的2点时

液相成分将达到C点

于是

在1148摄氏度

发生共晶转变而变成为什么呢

莱氏体

在2到3点之间共晶结束之后

奥氏体要析出二次渗碳体

冷到PSK线上的3点时

奥氏体的含碳量为0.77%

于是在727摄氏度的恒温下

又要发生什么转变呢

共析反应

转变产物是什么呢

珠光体

因此过共晶白口铸铁的室温平衡组织

是一次渗碳体加上变态莱氏体

也就是低温莱氏体

它的显微组织呢

我们PPT图当中也有所显示

至此

我们就学习完成了

七种铁碳合金的结晶凝固过程

并分析了它们结晶过程的转变

得到了它们室温下的组织组成物

和相主成物

并计算出了部分铁碳合金

在室温下的组织组成物

和相组成物的百分含量

那么在本节之初所讲到的铁碳相图

对于钢铁材料的研究和使用

各种加工工艺的制定

以及产品的质量分析等

都有十分重要的意义

这一点是怎么来体现的呢

我们希望同学们

能从接下来的学习当中找到答案

我们将上述七种铁碳合金

在室温下的组织

都标在铁碳相图当中

如PPT图当中

按组织分区的铁碳相图所示

从这张图当中

我们可以更直观的看到

铁碳合金随着碳含量的变化

它们的组织也随之变化的情况