2）制定暖加工工艺方面的应用
在铸造生产方面，根据Fe-Fe3C相图可以确定铸钢和铸铁的浇注温度www.metalshell.com.cn 2009-10-17
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金室温平衡组织为P十Fe3CII
其冷却曲线及平衡结晶过程如图1．2．17所示，显微组织如图1．2．20所示
(4)共晶白口铸铁(?c＝4.3％)
图1．2．21中合金Ⅳ
1点温度以上为L，缓冷至1点温度（1148℃）时，L发生共晶转变(Lc→AE十Fe3C)生成莱氏体(Ld)，在1～2点之间时，Ld中A的碳的质量分数沿ES线逐渐减少而不断析出Fe3CII当缓冷至2点时，共晶A成分降
为wc＝0.77％，发生共析转变（As→P）生成P该合金的室温平衡组织是由P和Fe3C组成的共晶体，加少量Fe3CII称为低温莱氏体或变态莱氏体(L′d)其意气消沉却曲线及平衡结晶过如图1．2．21所示，显微组织如图1．2．22所示
(5)亚共晶白口铸铁(2.11％＜?c＜4.3％＝
图1．2．21中合金Ⅴ，1点温度以上为L，在1～2点间不断自L中结晶出A，温度降至2点时，剩余L相的成分达到共晶成分，发生共晶转变(Lc→AE十Fe3C)形成莱氏体
心灰意冷却2点以下，自初晶A和共晶A中析出Fe3CII，
所以A中的碳的质量分数沿ES线降低当温度达到3点
时，A成分为wc＝0.77％，发生共析转变
（As→P）生成P该合金的室温平衡组织
为P十Fe3CII+L′d
其意气消沉却曲线及平衡结
晶过程如图1．2．21所示显微组织如图
1．2．23所示
(6)过共晶白口铸铁(4.3％＜?c＜6.69％＝
图1．2．21中合金Ⅵ，1点温度以 图1．2．24 过共晶白口铸铁显微组织
上为L
在1～2点间不断自L中结晶出Fe3C
温度降至2点时
剩余L相的成分达到共晶成分，发生共晶转变(Lc→AE十Fe3C)生成Ld，在2～3点中，共晶A中析出Fe3CII，到3点时A成分为wc＝77％发生共析转变（As→P）生成P，此合金的室温平衡组织为Fe3C十L′d其冷却曲线及平衡结晶过程如图1．2．21所示，其显微组织如图1．2．24所示
5．碳的质量分数对铁碳合金组织、性能的影响
（1）碳的质量分数对平衡组织的影响
由Fe-Fe3C相图可知,随着碳的质量分数的增加
铁碳合金显微组织发生如下变化：
F→F十Fe3CIII→F十P→P→P+Fe3CII→P十Fe3CII十L′d→L′d→L′d十Fe3C
从图中看出
当碳的质量分数增加时
不仅组织中Fe3C相对量增加
而且Fe3C大小、形态和分布也随之发生变化，即由分布在F晶界上(如Fe3CIII)，变为分布在F的基体内(如P)
进而分布在原A的晶界上(如Fe3CII)
{zh1}形成L′d时
Fe3C已作为基体出现，即碳的质量分数不同的铁碳合金具有不同的组织
因此它们具有不同的性能
（2）碳的质量分数对力学性能的影响
碳的质量分数对钢的力学性能影响如图1．2．25所示
由于硬度对组织形态不敏感,所以钢中碳的质量分数增加
高硬度的Fe3C增加，低硬度的F减少
故钢的硬度呈直线增加
而塑性、韧性不断下降又由于强度对组织形态很敏感在亚共析钢中
随着碳的质量分数增加,强度高的P增加，强度低的F减少，因此强度随碳的质量分数的增加而升高当碳的质量分数为0.77％时
钢的组织全部为P，P的组织越细密，则强度越高但当碳的质量分数为0.77＜?c＜0.9％时
由于强度很低的、
少量的、一般未连成网状的Fe3CII沿晶界
出现，所以合金的强度增加变慢；当?c＞
0. 9％时,Fe3CII数量增加且呈网状分布在晶
界处
导致钢的强度明显下降
（3）碳的质量分数对工艺性能的影响
1）切削加工性
金属的切削加工性能是指其经切削加工
成工件的难易程度低碳钢中F较多，塑性 图1．2．25碳的质量分数对钢的力学性能影响
好，切削加工时产生切削热大，易粘刀，不易断屑，表面粗糙度差，故切削加工性差高碳钢中Fe3C多，刀具磨损严重，故切削加工性也差中碳钢中F和Fe3C的比例适当
切削加工性较好在高碳钢Fe3C呈球状时
可改善切削加工性
2）可锻性
金属可锻性是指金属压力加工时
能改变形状而不产生裂纹的性能当钢加热到高温得到单相A组织时，可锻性好低碳钢中铁素体多可锻性好，随着碳的质量分数增加金属可锻性下降白口铸铁无论在高温或低温
因组织是以硬而脆的Fe3C为基体，所以不能锻造
3）铸造性能
合金的铸造性能取决于相图中液相线与固相线的水平距离和垂直距离距离越大，合金的铸造性能越差低碳钢的液相线与固相线距离很小，则有较好的铸造性能，但其液相线温度较高，使钢液过暖度较小
流动性较差随着碳的质量分数增加，钢的结晶温度间隔增大，铸造性能变差共晶成分四周的铸铁，不仅液相线与固相线的距离最小，而且液相线温度也{zd1}
其流动性好
铸造性能好
4）可焊性
随着钢中的碳的质量分数增加
钢的塑性下降，可焊性下降所以，为了保证获得优质焊接接头，应优先选用低碳钢(碳的质量分数＜0.25％的钢）
6．铁碳合金相图的应用
1）选材料方面的应用
根据铁碳合金成分、组织、性能之间的变化规律，可以根据零件的服役的条件来选择材料
如要求有良好的焊接性能和冲压性能的机件，应选用组织中铁素体较多、塑性好的低碳钢 (?c＜0.25％)制造
如冲压件、桥梁、舟舶和各种建筑结构；对于一些要求具有综合力学性能(强度、硬度和塑性、韧性都较高)的机器构件
如齿轮、传动轴等应选用中碳钢(?c＝0.25％～0.6％)制造；高碳钢(?c＞0.6％)主要用来制造弹性零件及要求高硬度、高耐磨性的工具、磨具、量具等；对于形状复杂的箱体、机座等可选用铸造性能好的铸铁来制造浇注温度一般在液相以上150℃左右另外，从相图中还可观出接近共晶成分的铁碳合金，熔点低、结晶温度间隔小，因此它们的流动性好，分散缩孔少，可得到组织致密的铸件所以，铸造生产中，接近共晶成分的铸铁得到较广泛的应用
在锻造生产方面
钢处于单相奥氏体时，塑性好，变形抗力小，便于锻造成型因此，钢材的热轧、锻造时要将钢加热到单相奥氏体区一般碳钢的始锻温度为1250℃～1150℃
而终锻温度在800℃左右
在焊接方面，可根据Fe-Fe3C相图分析低碳钢焊接接头的组织变化情况
各种暖处理方法的加热温度的选择也需参考Fe-Fe3C相图，这将在后续章节详细讨论
必须指出
铁碳合金相图不能说明快速加热和冷却时铁碳合金组织的变化规律相图中各相的相变温度都是在所谓的平衡（即非常缓慢地加热和意气消沉却）条件下得到的另外，通常使用的铁碳合金中，除含铁、碳两元素外，尚有其他多种杂质或合金元素
这些元素对相图将有影响，应予以考虑
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