铁碳相图在实际应用中的作用

Fe-Fe3C相图表明了钢铁材料的成分、组织与性能的变化规律，为生产中的选材及制定加工工艺提供了重要依据。

2.3.3.1　在选材方面的应用

由Fe-Fe3C相图可知，不同成分的铁碳合金，其室温组织不同，导致其力学性能也不同。因此，可根据零件的不同性能要求来合理地选择材料。例如，要求塑性、韧性好的金属构件（汽车上的油底壳、气缸盖罩），应选碳的质量分数较低的钢；要求强度、硬度、塑性和韧性都较高的机械零件（汽车曲轴），则应选用碳的质量分数为0.25%～0.60%的中碳钢；对于汽车上承受交变载荷的弹簧，要求具有较高的弹性和韧性，则需选用碳的质量分数为0.60%～0.85%的中高碳钢；对于要求有高硬度、高耐磨性的切削刀具和测量工具，则应选用碳的质量分数为0.7%～1.3%的高碳钢。

2.3.3.2　在制定热加工工艺方面的应用

（1）铸造方面

铸造生产中，可以根据Fe-Fe3C相图确定钢铁材料的浇铸温度，一般为液相线以上50～100℃。由相图可知，共晶成分的合金结晶温度最低，结晶区间最小，流动性好，体积收缩小，易获得组织致密的铸件，所以通常选择共晶成分的合金作为铸造合金。

（2）在锻压方面

相图可以作为确定钢的锻造温度范围的依据。通常把钢加热到单相奥氏体区，钢的塑性好，变形抗力小，易于成形。一般始锻温度控制在固相线以下100～200℃，而终锻温度控制在GS线以上，过共析钢应在稍高于PSK线以上。

（3）在焊接方面

在焊接工艺上，焊缝及周围热影响区受到不同程度的加热和冷却，组织和性能会发生变化，相图可作为研究变化规律的理论依据。铁碳合金的焊接性与碳的质量分数有关，随着碳的质量分数的增加，钢的脆性增加、塑性下降，导致钢的冷裂倾向增加、焊接性变差。碳的质量分数越高，焊接性越差，故焊接用钢主要是低碳钢或低碳合金钢。(www.xing528.com)

（4）在热处理方面

在热处理工艺中，相图是制定各种热处理工艺加热温度的重要依据。例如，钢的退火、正火、淬火加热温度都是依据铁碳相图来确定的。

铋金属结晶体，美到无法想象

铋主要用于制造易熔合金，熔点为47～262℃，最常用的是铋同铅、锡、锑、铟等金属组成的合金，用于消防装置、自动喷水器、锅炉的安全塞，一旦发生火灾时，一些水管的活塞会“自动”熔化，喷出水来。在消防和电气工业上，用作自动灭火系统和电器熔断器、焊锡。铋合金具有凝固时不收缩的特性，用于铸造印刷铅字和高精度铸型。碳酸氧铋与硝酸氧铋用于治疗皮肤损伤和肠胃病。铋金属是无毒的，并且具有许多非常有趣的性质。那么铋金属的晶体会是什么样的呢？一起来看看，如图2-44所示。

实验者将大块的铋金属放进容器中进行加热，随着温度的升高，铋金属慢慢熔化。随后实验者将一块固态金属放进液体中，并且停止加热，液面很快凝结了一层薄膜，当拨开这层膜时，液面像是镜子一样泛着光亮，十分好看。

图2-44　铋金属结晶体

等待一段时间，实验者翻开表面凝结的固体，在近镜头的观察下，铋金属泛着蓝色和粉色光芒，简直比水晶还要美丽。

当实验者在碗中进行结晶实验时，这次大片的铋金属结晶体呈现在我们眼前，像是高低的山峰一样错落有致，泛着五彩的光芒，实在是太漂亮了。