机床铸件中铸铁是以铁元素为基的含有碳、硅、锰、磷、硫等元素的多元铁合金。为了改善机床铸件中铸铁的某些性能，还经常有目的地向铸铁中加入其他合金元素。其中对机床铸件中铸铁的金相组织起决定作用的主要是铁、碳和硅，所以除根据铁一碳相图来分析机床铸件中铸铁的金相组织外，还必须研究铁一碳一硅三元合金的相图。

　　由于铸铁中的碳能以石墨或渗碳体( Fe3 C)两种独立相的形式存在，因而铁、碳合金系统存在着Fe-C（石墨）、Fe- Fe3C双重相图。在实际生产中，石墨和渗碳体往往会同时出现在一个铸件上，因而必须研究铁一碳合金的双重相图，以及机床铸件中铸铁各种组织的形成。现分别从热力学和动力学观点分析铁一碳的双重相图。

　　从热力学观点看，奥氏体加渗碳体二相系的自由能要比奥氏体加石墨二相系的自由能高。在一定的条件下，高温时的渗碳体能自动地分解为奥氏体加石墨，故一定成分的机床铸件中铸铁以奥氏体加石墨的状态存在时具有较低的能量，是处于稳定平衡的状态；而奥氏体加渗碳体的组级，虽然亦是在某种条件下形成，在转变过程中也是平衡的，但不是最稳定的。

　　从结晶动力学（晶核的形成与长大过程）的观点看，对含C 4.3%的共晶成分液体，在液体中形成含C 6.67%的渗碳体晶核要比形成含C 100%的石墨晶核容易，而且渗碳体是间隙型的金属间化合物，并不要求铁原子从晶核中扩散出去。因此在某种条件下，奥氏体加石墨共晶转变的进行不如奥氏体加渗碳体共晶转变那样顺利。至于共析转变，也可以从热力学、动力学两个方面分析而得到与上面相似的结论。

由此可见，从热力学观点上看，Fe-Fe3C相图只是介稳定的，Fe-C（石墨）相图才是稳定的。从动力学观点看，在一定条件下，按Fe-Fe3C相图转变亦是可能的。因此就出现了机床铸件中铸铁在结晶过程中的铁碳相图两重性。

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