PDF《金相学史话 （ 3） :Fe2C 平衡图》

第19 卷第2期Vol

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9 No

1 2 材料科学与工程Materials Science &

Engineering 总第74期June .

2001 收稿日期 :2000205220 作者简介 :郭可信 (1923 ― ) ,男 ,浙江大学化工系毕业 ,中国科学院院士. 文章编号 :10042793X( 2001)

0220002207 金相学史话 ( 3) :Fe2C 平衡图 郭可信 ( 中国科学院物理研究所北京电子显微镜实验室 ,北京

2724 信箱 100080) 【摘要】

1868 年Чернов首先指出钢的淬火温度应在临界点 a 以上 ,相当于 Osmond 后来给 出的 Ac1 或Ac3 .Roberts2Austen(即奥氏) 在1896 年绘制出 Fe2C 临界点图 ,接着又在

1897 年给出第 一个 Fe2C 平衡图 ,其中有碳在γ 2Fe 中的单相区 (后来 Howe 称之为奥氏体) .两年后他又给出第二 个Fe2C 平衡图 ,根据相律 ,包晶、 共晶、 共析三相反应都发生在一固定温度.一年后 (1900) ,Bakhuis2 Roozeboom 引入 Fe3 C 并根据相律绘出 Fe2Fe3 C 亚稳平衡图 ,与现今使用的 Fe2C 平衡图基本相同. 【关键词】 金相 ;

历史 ;

Fe2C 平衡图 中图分类号 :TG113 N91 文献标识码 :A A Brief History of Metallography : Ⅲ 1Fe2C Equilibrium Diagram GUO Ke2xin( K. H. Kuo) ( Beijing Laboratory of Electron Microscopy , Institute of Physics , Chinese Academy of Sciences , P. O. Box

2724 , Beijing

100080 ,China) 【Abstract】 In

1868 Ч е р н о в frist pointed out that steels have to be quenched above a certain critical temperature a , corresponding to the AC1 or AC3 used later by Osmond. Roberts 2Austen in

1896 drew the critical point diagram of the Fe 2C system and in

1897 the first Fe2C equilibrium diagram in which a single2phase region of the solid solution of carbon inγ 2Fe exists(later called austenite by Howe) . In

1899 Roberts2Austen presented the second Fe2C equilibrium diagram in which the peritectic , eutectic , and eutectoid three2phase reactions , according to the phase rule , all occurred at constant tempera

2 tures. Finally , Bakhuis2Roozeboom in

1900 produced the Fe2Fe3 C metastable equilibrium diagram , which is basically the same as the present Fe2C equilibrium diagram in use. 【Key words】 metallography;

history;

Fe2C equilibrium diagram Fe2C 平衡图是研究钢铁的金相组织与制定热 处理制度的依据 ,它的重要意义是无庸赘叙的.这 里要介绍的是它的诞生与完善过程 ,说明它的历史 意义.首先 ,金相学的兴起是从研究钢铁的显微组 织开始的 ,从Fe2C 平衡图的发展过程可以了解金相 学的早期发展史.其次 ,Fe2C 平衡图是第一个用相 律为指南制定的合金平衡图 ,在这之后相律的重要 意义就为冶金学家普遍接受.还有就是 Fe2C 平衡 图比较复杂 ,除了有共晶、 包晶、 共析等反应外 ,C 还 可以以平衡态(石墨) 与亚平衡态(Fe3 C) 两种方式存 ・

2 ・ 在.从Fe2C 平衡图的形成与逐渐完善我们可以看 到这个认识全过程是怎么完成的 ,加深对第一代、 第 二代金相学家的思维发展的了解 ,对我们开展金相 研究工作也是有益的.

1 Ч е р н о в 与钢的临界点 [ 1] 尽管瑞典的 Angerstein 早在

1777 年就在他对钢 的淬火观察所做的报道中隐约地提出过临界点的概 念 ,但是明确地提出临界点的还是俄国的冶金学家 Ч е р н о в .1868 年Чернов在一个制造火炮及炮弹的 兵工厂中工作 ,从炮管的锻造、 淬火、 回火、 断口检验 等大量生产实践中 ,他总结出钢一定要加热到某一 温度 a 以上(图1) 才能在淬火急冷后硬化 ,在这个温 度以下淬火 ,钢不但不硬化反而变软.显然 ,加热温 度是钢的淬火的成败关键.他还发现 ,随着钢中碳 含量的变化 ,这个临界点范围也有所变化.在高碳 工具钢中 ,它是 700~750 ℃;