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相图具有二重性是Fe-C相图显著的特点。在不同的相变条
件下,可以出现含有稳定高碳相石墨的稳定系相图,即Fe-C相图;
也可能出现含有亚稳高碳相渗碳体的亚稳定系相图,即Fe-跳C
相图。
两个相图放在同一坐标上的双重相图。双重相
图明显地表明共品和共析转变温度的差异、共晶和共析组织的成
分变化以及相关相区范围的变化。实线为亚稳系转变相图,虚线
则表示稳定系转变相图。按稳定系转变的共晶转变温度和共析转
变温度均高于按亚稳系转变的相应转变温度。而共晶组织和共析
组织的碳含量则前者均低于后者。
在平衡转变条件下,产生石墨晶体的必要条件首先是碳原子
有足够的活动能力,能够在液相中顺利地向结晶核心聚集;其次
是,石墨核心周围的晶体生长区中,铁原子能充分自扩散,为石墨
晶体生长提供空间。但当合金冷却速度较高时,铁原子来不及充
分撤离,碳原子移动也受到限制,因此石墨不能形成(或只能部分
形成)。在这种情况下,碳原子将与铁化合成为渗碳体。因为形成
渗碳体只需铁、碳原子在较短距离内迁移,基本上是进行即位化学
反应。
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