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三、典型铁碳合金的平衡结晶过程
Q 100% % %
Fe C 。
3
图 3-29 共析钢的冷却曲线及组织转变示意图 图 3-30 珠光体组织 400×㈢ 亚共析钢（图 3-27 中合金③）的结晶过程
含碳量在 %~%之间的亚共析钢结晶时将发生包晶反应。现以含 %C 的钢为
例分析亚共析钢的结晶过程，其冷却曲线及组织转变示于图 3-31。该合金从液态缓慢冷却到
1 点后，发生匀晶反应,开始析出 铁素体。到达 2 点温度时，匀晶反应停止，开始发生包晶
转变： 。包晶转变结束后，除了新形成的奥氏体外，液相还有剩余。温度继
+
续下降，在 2-3 点之间，剩余的液相通过匀晶反应全部转变为奥氏体。在 3-4 点之间，不发
生组织变化。冷却到 4 点，开始从奥氏体中析出铁素体，并且随温度的降低，铁素体数量增
多。温度降到 5 点，奥氏体的成分沿 GS 线变化到 S 点，此时，奥氏体向铁素体的转变结束，
剩余的奥氏体发生共析反应： ，转变为珠光体。温度继续下降，从铁素体
+ Fe3C
中析出三次渗碳体，但是由于其数量很少，因此可忽略不计。亚共析钢的室温组织为珠光体+
铁素体，如图 3-32 所示，图中的白色组织为先共析铁素体，黑色组织为珠光体。
图 3-31 亚共析钢的冷却曲线及组织转变示意图
(a) %C (a) %C
图 3-32 亚共析钢的显微组织 400×室温下，含 %C 亚共析钢中先共析铁素体和珠光体两个组织组成物的相对重量百分
Q 100% %，Q 100% % %
比为： P 。而铁素体和渗碳体两相的相对
Q 100% %，Q 100% % %
Fe C
重量百分比为： 3 。
在 %~%C 范围内珠光体的相对重量随含碳量的增加而增加。由于室温下铁素
体中含碳量极低，珠光体与铁素体密度相近，所以在忽略铁素体中含碳量的情况下，可以利
用平衡组织中珠光体所占的面积百分比，近似地估算亚共析钢的含碳量：
C% P % % P