1.3铁的同素异构转变.ppt

Fe的同素异构转变
Fe的同素异构转变是钢铁材料中相变复杂性的根源,也是人类社会文明的物质因素之一。

金属同素异构转变及合金的多形性转变是固态相变复杂多变的根源。许多固态金属具有多种晶体结构。如表1-1。
所有70余种金属元素中只有12种金属元素具有多种晶型,而其余的非金属元素中只有两种元素具有多种晶型。当金属元素形成金属间化合物,碳化物等化合物时晶型还会有许多复杂的变化。
国民经济中应用最广泛的Fe及其合金是典型的具有多型性转变的金属。是人类开发利用较早并对社会文明发挥了突出作用的金属。
钢及铁基合金中存在最为复杂的固态相变。这些相变具有极大的应用价值。

(1)纯铁在常压下具有A3和A4两个相变点,低温和高温区都具有体心立方结构,即α-Fe、δ-Fe。而在A3~A4之间则存在面心立方的γ-Fe。
(2)Fe与C形成Fe-C合金,钢中的临界点有:Ac1,Ac3,Acm,还有磁性转变点A2。
(3)Fe-C合金中加入合金元素形成合金钢或合金,形成多种代位固溶体,间隙固溶体,碳化物,金属间化合物等,从而导致复杂多变的固态相变。
铁有α-Fe、γ-Fe、δ-Fe,ε-Fe 四种晶型.但是在常压下, ε-Fe不出现。
(1) 体心立方铁的热力学特征
A3、A4临界点的形成
扩大γ-相区和缩小γ-相区
合金钢中,合金元素溶入奥氏体中,改变了奥氏体的自由焓。
有的合金元素扩大γ-相区,有的则缩小γ-相区。
零点焓Gγ(0),增加面心立方结构的结合能,曲线下移,这样就使γ-相区扩大,使A3下降,A4上升,这些元素就是所谓扩大γ-相区的合金元素如Mn、Co、Ni、Cu。
反之,零点焓的元素是缩小γ-相区的合金元素,如W、Mo、V、Ti。
合金元素影响临界点A3、A4的位置
铁碳相图