1、铁碳平衡相图：7种钢铁，相变类型及发生的位置，共析钢（0.77%c）、共晶白口铁（4.3%c）的降温、相变过程及室温下的组织。
铁碳平衡相图：
七种钢铁：工业纯铁、钢（亚共析钢、共析钢、过共析钢）、白口铸铁（亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁）
1、主要特性点：
1）a点纯铁的熔点，温度1538℃,wc=0
2）g点纯铁的同素异晶转变点，冷却到912℃时，发生γ-f→α-fe
3）q点600℃时，碳在α-fe中的溶解度，wc=0.0057%
4）d点渗碳体熔点，温度1227℃,wc=6.69%
5）c点共晶点，温度1148℃，wc=4.3%成分为c的液相，冷却到此温度时，发生共晶反应：lc→ld（ae+fe3c）
6）e点碳在γ-fe中的最大溶解度，温度1148℃，wc=2.11%
7）s点共析点，温度727℃，wc=0.77%成分为s点的奥氏体，冷却到此温度时，发生共析反应：as→p（fp+fe3c）
8）p点碳在α-fe中的最大溶解度，温度727℃，wc=0.0218%
2、特性线
1）acd线
液相线，由各成分合金开始结晶温度点所组成的线，铁碳合金在此线以上处于液相。
2）aecf线。
固相线，由各成分合金结晶结束温度点所组成的线。在此线以下，合金完成结晶，全部变为固体状态。
3）ecf水平线。
共晶线，wc＞2.11%的铁碳合金，缓冷至该线（1148℃）时，均发生共晶转变，生成莱氏体。
4）es线。
碳在奥氏体中的溶解度曲线，通常称为acm线。碳在奥氏体中最大溶解度是e点（wc＝2.11％），随着温度的降低，碳在奥氏体中的溶解度减小，将由奥氏体中析出二次渗碳体fe3cⅱ。
5）gs线。
奥氏体冷却时开始向铁素体转变的温度线，通常称为a3线。
6）psk水平线。
共析线，通常称为a1线。奥氏体冷却到共析线温度（727℃）时，将发生共析转变生成珠光体（p），wc＞0.0218%的铁碳合金均会发生共析转变。
7）gp线。
0＜wc＜0.0218%的铁碳合金，缓冷时，由奥氏体中析出铁素体的终了线。
8）pq线。
碳在铁素体中的溶解度曲线。在727℃时，wc=0.0218%，溶碳量最大，在600℃时，wc=0.0057%。
在727℃缓冷时，铁素体随着温度降低，溶碳量减少，铁素体中多余的碳将以渗碳体（三次渗碳体fe3cⅲ）的形式析出。一般情况下，忽略fe3cⅲ的存在。
3、相区 1）单相区。
有f、a、l和fe3c四个单相区。
2）两相区。
五个两相区：l＋a两相区、l+fe3c两相区、a+fe3c两相区、a＋f两相区、f+fe3c两相区。
3）三相区。
ecf共晶线是液相、奥氏体、渗碳体的三相共存线（l、a、fe3c）
psk共析线是奥氏体、铁素体、渗碳体的三相共存线（a、f、fe3c）
4、铁碳合金的分类。
5、典型铁碳合金的结晶过程分析。
1）共析钢的结晶过程。
1点温度以上，合金处于液态；
缓冷到1点温度时，开始从液相结晶出奥氏体，温度继续下降，奥氏体量逐渐增加；
直至2点温度结晶终止，液相全部结晶为奥氏体；
2点至3点间为单一奥氏体的冷却；
当温度降到s点时，奥氏体在恒温下发生共析转变，转变为珠光体；
s点以下，珠光体冷却至室温。
2）亚共析钢的结晶过程。
亚共析钢在3点以前的结晶过程与共析钢类似；
当缓冷到3点时，从均匀的奥氏体中开始析出铁素体；
温度继续下降，铁素体量逐渐增加，奥氏体量逐渐减少，尚未转变的奥氏体的碳含量沿gs线逐渐增加；
当缓冷到4点(727℃)时，剩余的奥氏体的wc=0.77%，发生共析转变而形成珠光体；
共析转变结束后，合金组织由铁素体加珠光体组成，冷却到4点以下，组织不再产生改变。
所有亚共析钢的室温平衡组织均为铁素体+珠光体，随着碳含量的增加，铁素体量减少，珠光体量增加。
3）过共析钢的结晶过程。
过共析钢在3点以前与共析钢类似；
当缓冷到3点温度时，奥氏体的溶碳量随着温度的下降而逐渐降低，并沿着奥氏体晶界析出二次渗碳体；
随着温度继续下降，二次渗碳体不断析出，而剩余奥氏体的碳含量沿es线逐渐减少；
温度降到4点(727℃)时；剩余奥氏体恒温下发生共析转变而形成珠光体；
共析转变结束后，合金组织为珠光体加二次渗碳体，直至室温。
所有过共析钢的室温平衡组织都是珠光体+网状二次滲碳体。但随着含碳量的增加，组织中珠光体的数量减少，网状二次滲碳体的数量增加，并变得更粗大。
6、铁碳合金的成分、组织与性能的关系。
1）含碳量与铁碳合金平衡组织间的关系。
铁碳合金的室温组织都是由铁素体和滲碳体两相组成。随着含碳量的增加，铁素体量逐渐减少，滲碳体量逐渐增多，且它的形状和分布也有所不同，从而形成不同的组织。
2理论结晶温度与实际结晶温度的关系。
理论结晶温度低于实际结晶温度。
3钢冷加工、热加工的界定温度：再结晶。
再结晶温度以上是热加工，再结晶温度以下是冷加工。
再结晶：冷变形组织在加热时重新彻底改组的过程称为再结晶。
在结晶温度：一般地，在结晶不是一个恒温过程，它是自某一温度开始，在一个温度范围内连续进行的过程，发生在结晶的最低温度称为在结晶温度。
4铸锭结晶的三个不同外形晶粒区。
表层结晶区：当高温的液体金属被浇注到铸型中时，液体金属首先与铸型的模壁接触。一般来说，铸型的温度较低，产生很大的过冷度，形成大量晶核，再加上模壁的非均匀形核作用，在铸锭表层形成一层厚度较薄，晶粒很细的等轴晶区。
柱状晶区：表层细晶区形成后，由于液态金属的加热及凝固时结晶潜热的放出，使模壁的温度逐渐升高，冷却速度下降，结晶前沿过冷度减小，难以形成新的结晶核心，结晶只能通过已有晶体的继续生长来进行。由于散热方向垂直于模壁，因此晶体沿着与散热相反的方向择优生长而形成柱状晶区。
中心等轴晶区：当柱状晶长大到一定程度，由于冷却速度进一步下降及结晶潜热的不断放出，使结晶前沿的温度梯度消失，导致柱状晶的长大停止。当心部液体全部冷至实际结晶温度以下时，以杂质和被冲下的晶枝碎块为结晶核心均匀长大，形成粗大的等轴晶区。
第5章钢的热处理。
钢热处理的种类、目的。
普通热处理。退火、正火、淬火、回火。
表面热处理。表面淬火、化学热处理。
其他热处理。真空热处理、形变热处理、控制气氛热处理、激光热处理等。
目的：获得奥氏体晶粒。
2、钢加热的目的：获得a
钢加热分为两种，一种是在a1以下加热，不发生相变；另一种是在临界点a1以上加热，目的是获得均匀的奥氏体组织，这一过程称为奥氏体化。
3、珠光体p、索氏体s、屈氏体t、贝氏体b、马氏体m的组织形态、获得方式（c曲线表示）
珠光体（p）:形成温度为a1—650oc，片层较厚。
索氏体（s）：形成温度为650—600oc，片层较薄。
屈氏体（t）：形成温度：600—550oc，片层极薄。
贝氏体（b）：（1）上贝氏体：形成温度为550—350oc，光学显微镜下呈羽毛状，电子显微镜下为不连续棒状的渗碳体分布于自奥氏体晶界向晶内平行生长的铁素体条之间。
2）下贝氏体：形成温度为350—ms（230oc），在光学显微镜下呈竹叶状，在电子显微镜下为细片状碳化物分布于铁素体针上，并与铁素体针长轴方向呈55oc—60oc。
马氏体（m）：当奥氏体过冷到ms以下时，将转变为马氏体类型组织。
马氏体组织形态：钢中马氏体形态分为板条状针状两类。
板条状马氏体的立体形态为细长的扁棒状，在光镜下为一束束的细条状组织每束内条与条之间尺寸大致相同并呈平行排列。
针状马氏体的立体形态为双凸透镜形的片状，显微组织为针状。
课本p（76-79）
c曲线表示：
4、四把火的目的、加热冷却方式。
退火：将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺叫做退火。
退火目的：（1）调整硬度，便于切削加工。
2）消除残余内应力，防止在后续加工或热处理中发生变形或开裂。
3）细化晶粒，提高力学性能，或为最终热处理作组织准备。
正火：正火是指将亚共析钢加热到ac3+（30-80）摄氏度，共析钢加热到ac1+（30-80）摄氏度，过共析加热到accm+（30-80）摄氏度保温后空冷的热处理工艺。
正火目的：对于低、中碳的亚共析钢而言，即调整硬度，便于切削加工；细化晶粒，为淬火作组织准备；消除残余内应力。对于过共析钢而言，正火是为了消除网状二次渗碳体，为球化退火作组织准备。
对于普通结构件而言，正火可增加珠光体量并细化晶粒，提高强度、硬度和韧性，作为最终热处理。
淬火：淬火是指将钢加热到临界点以上，保温后以大于vk的速度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。
淬火目的：为了获得马氏体，提高钢的力学性能。淬火是钢的最重要的强化方法，也是应用最广的热处理工艺之一。
回火：指将淬火钢加热到a1以下某温度保温后再冷却的热处理工艺。（回火种类：低温回火、中温回火、高温回火）
回火目的：(1)减少或消除淬火内应力，防止工件变形或开裂。
2)获得工艺所要求的力学性能。
3）稳定工件尺寸。
4）对于某些高淬透性的钢，空冷即可淬火，如采用退火则软化周期太长，而采用回火软化则既能降低硬度，又能缩短软化周期。
5、退火的种类、各自的目的。
均匀化退火（扩散退火) 均匀化退火是为了减少金属铸锭、铸件或锻坯的化学成分的偏析和组织的不均匀性，将其加热到高温，长时间保持，然后进行缓慢冷却，以化学成分和组织均匀化为目的的退火工艺。
均匀化退火的加热温度一般为ac3+（150至200℃） 即1050至1150℃，保温时间一般为10至15h，以保证扩散充分进行，达到消除或减少成分或组织不均匀的目的。由于扩散退火的加热温度高，时间长，晶粒粗大，为此，扩散退火后再进行完全退火或正火使组织重新细化。
完全退火：完全退火又称为重结晶退火，是将铁碳合金完全奥氏体化，随之缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的退火工艺。完全退火主要用于亚共析钢，一般是中碳钢及低、中碳合金结构钢锻件、铸件及热轧型材，有时也用于它们的焊接构件。
完全退火不适用于过共析钢，因为过共析钢完全退火需加热到acm以上，在缓慢冷却时，渗碳体会沿奥氏体晶界析出，呈网状分布，导致材料脆性增大，给最终热处理留下隐患。完全退火的加热温度碳钢，一般为ac3+(30至50℃)合金钢为ac3+（500至70℃）保温时间则要依据钢材的种类、工件的尺寸、装炉量、所选用的设备型号等多种因素确定。为了保证过冷奥氏体完全进行珠光体转变，完全退火的冷却必须是缓慢的，随炉冷却到500℃左右出炉空冷。
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