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相圖具有二重性是Fe-C相圖顯著的特點。在不同的相變條
件下,可以出現含有穩定高碳相石墨的穩定系相圖,即Fe-C相圖;
也可能出現含有亞穩高碳相滲碳體的亞穩定系相圖,即Fe-跳C
相圖。
兩個相圖放在同一坐標上的雙重相圖。雙重相
圖明顯地表明共品和共析轉變溫度的差異、共晶和共析組織的成
分變化以及相關相區范圍的變化。實線為亞穩系轉變相圖,虛線
則表示穩定系轉變相圖。按穩定系轉變的共晶轉變溫度和共析轉
變溫度均高于按亞穩系轉變的相應轉變溫度。而共晶組織和共析
組織的碳含量則前者均低于后者。
在平衡轉變條件下,產生石墨晶體的必要條件首先是碳原子
有足夠的活動能力,能夠在液相中順利地向結晶核心聚集;其次
是,石墨核心周圍的晶體生長區中,鐵原子能充分自擴散,為石墨
晶體生長提供空間。但當合金冷卻速度較高時,鐵原子來不及充
分撤離,碳原子移動也受到限制,因此石墨不能形成(或只能部分
形成)。在這種情況下,碳原子將與鐵化合成為滲碳體。因為形成
滲碳體只需鐵、碳原子在較短距離內遷移,基本上是進行即位化學
反應。
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