铁-碳-硅三元相图

铸铁不仅含铁和碳，而且还含有较多的硅和一定量的锰。由于普通铸铁含硅量比含锰量高出很多，常将铸铁简化为铁-碳-硅（Fe-C-Si）三元系合金。在三元合金中高碳相同样可以石墨和渗碳体两种形式出现，相应也就存在Fe-C（石墨）-Si和Fe-Fe3C-Si稳定和介稳定三元相图。

如果将Fe-C-Si三元相图的Si量固定则建立铁-碳准二元相图，见图1。

从图1不同含Si量对比得知，硅对Fe-C相图的作用：

图1  铁-石墨-硅准二元相图

“Ac1-S”“AC1-Z”分别表示加热时临界温度范围的开始及终了

“Ar1-S”“Ar1-Z”分别表示冷却时临界温度范围的开始及终了

（1）使共晶点含碳量和共析点含碳量减少，即减少碳在共晶体及奥氏体中的溶解度。

（2）改变共晶、共析温度。随Si量提高，使稳定系平衡温度提高，同时又使介稳定系统的共晶温度下降，见图2；硅量还使共析温度明显提高，大大利于铁素体形成。

（3）使相图上出现共晶、共析三相共存区。此时的共晶区为液相+奥氏体+石墨；共析区为：奥氏体+铁素体+石墨。

（4）缩小奥氏体区。含硅高的Fe-C合金，当w(Si)>10%时，在Fe-C-Si相图上，奥氏体区明显缩小直至消失。硅引起的上述改变均有利于石墨的析出，使Fe-Fe3C介稳定系向Fe-C（石墨）稳定系转变。

图2  硅对共晶温度的影响

1—稳定系平衡共品温度（γ+石墨）

2—介稳定系共晶温度（γ+碳化物）