第九章铁碳合金平衡组织的显微分析
FeFe3C相图是研究碳钢和白口铸铁的重要工具，也是分析这些在平衡状态或接近平衡状态下显微组织的基础。根据FeFe3C相图，含碳量小于211的合金称为碳钢，含碳量大于211的合金称为白口铸铁。在室温下铁碳合金的基本组成相为铁素体与渗碳体，不同含碳量的合金，在组织上差异是这两个基本的相对量、形态及分布不同。在铁碳合金中渗碳体的相对量，存在形态以及分布状况，对合金的性能影响很大，在碳钢中渗碳体一般可以认为是一个强化相。见图91。
一、工业纯铁在退火状况下的显微组织含碳量低于00218的铁碳合金称为工业纯铁。工业纯铁在含碳量小于图91按组织分区的FeFe3C相图0008时，其显微组织为单相铁素体。如图92所示。图中有的晶粒呈暗色，这是由于不同晶粒受腐蚀的程度不同造成的。在含碳量大于0008时，工业纯铁的组织为铁素体和极少量的三次渗碳体。三次渗碳体由铁素体中析出，沿铁素体晶界呈片状分布。二、碳钢在退火状态下的显微组织含碳量在00218211范围的铁碳合金称为碳钢。碳钢按含碳量与平衡组织的不同可分为亚共析钢、共析钢和过共析钢三种。1．亚共析钢含碳量在00218077之间的铁碳合金称为亚共析钢，所亚共析钢冷却到室温后显微组织均为先共析铁素体和珠光体组成。随着含碳量的增加珠光体所占的比例也不断增加，当增加到077时铁素体在珠光体周围呈网状分布，整个组织为珠光体。用显微镜观察放大倍数低于400×时，先析出铁素体呈亮白色，珠光体呈暗黑色如图93所示。由于铁素体和珠光体比重相近，若忽略铁素体中所含的微量碳，根据杠杆定理和亚共析钢
图93含碳量04的亚共析钢的显微组织200x图92工业纯铁的显微组织图200x
f显微组织中先共析铁素体与珠光体所占的相对面积，就可以估算出该钢的含碳量。例如：当不珠光体和铁素体的面积各占一半时，钢的含碳量为077×0504，由此可定此钢为40碳素钢。但须注意，如果亚共析钢从奥氏体相区以较快的速率冷却下来，而因共析转变时过冷度增大，共析体含碳量偏低，故其显微组织中珠光体的含量就要比缓冷时增加，此时若仍用上述方法来估算出的结果其含碳量将会偏高。2．共析钢含碳量为077的铁碳合金称为共析钢。其组织为共析转变得到的珠光体，即片状铁素体和渗碳体的机械混合物。由杠杆定理可以求得铁素体与渗碳体的重量比约为791，因此铁素体厚，渗碳体薄。用硝酸酒精腐蚀后，由于珠光体中铁素体比渗碳体的电极电位r