问答题 画出Fe-Fe3C相图与下列问题相关的部分,并分析:
1.2%C合金平衡状态下结晶过程、室温组织(画示意图),计算组织相对含量。
2.2%C合金快冷,不平衡状态下结晶过程和组织的变化。
3.画出在800℃下该合金在平衡状态下的自由能-成分曲线,并用图解法作出其形核驱动力。
4.如纯铁在800℃渗碳气氛下扩散,试由Fe-Fe3C相图分析等温扩散后冷却至室温的组织。
【正确答案】Fe-C相图略。
1.2%C合金平衡状态下结晶过程在高温结晶时不发生包晶反应。
1-2 L→γ。二相成分和相对量都发生变化,L相沿BC线变化,γ相沿JE线变化。L相减少,γ相增多,2为γ相点。
2-3 不发生变化,仍保持γ相。
3-4 γ相中析出渗碳体,γ→Fe3C,随Fe3C析出,γ相沿ES变化。
4 γS+Fe3C,[*]
4-4' γS—α+Fe3C,形成P组织。
4’以后不发生变化。在室温下组织为P+Fe3C,即过共析钢
[*]
即最后室温组织中Fe3C为20.78%,P为79.22%。
室温组织示意于下图。
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2.可能发生共晶反应L→Ld(γ+Fe3C):
①将有不平衡共晶组织出现,可能发生共晶反应产生Ld。
②得到的P其片层间距将更为细小。
③析出Fe3C的量将减少,甚至完全抑制了Fe3C的析出。
3.见下图。α、γ和γ+Fe3C曲线两两相切。当含C为2%时,由直线定则,P点为γ+ Fe3C两相的自由能,Q点为γ母相的自由能。对于该合金,肯定析出Fe3C而不会是析出α。
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4.图a是800℃渗碳后的相分布。冷却至室温后γ中析出α和Fe3C,最后全部转化为α和Fe3C;α中也析出Fe3C,最后转化为α和Fe3C,见图b。
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【答案解析】