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共析钢过冷奥氏体等温转变中的珠光体转变

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人气:-发表时间:2017-06-16 09:00【

共析钢过冷奥氏体在等温转变图鼻温至A1线之间较高温度范围内等温停留时,将发生珠光体转变,形成含碳量和晶体结构相差悬殊并和母相奥氏体截然不同的两个固态新相:铁索体和渗碳体。因此,奥氏体到珠光体的转变必然发生碳的重新分布和铁晶格的改组。由于相变在较高温度下发生,铁、碳原子都能进行扩散,所以珠光体转变是典型的扩散型相变,又称高温转变。根据奥氏体化温度和奥氏体化程度不同,过冷奥氏体可以形成片状珠光体和粒状珠光体两种组织形态。前者渗碳体呈片状,后者呈粒状。

1)片状珠光体的形成、组织和性能。由Fe-Fe3C相图可知,wc=0.77%的奥氏体在近于平衡的缓慢冷却条件下形成的珠光体是由渗碳体和铁素体组成的片层相间的组织。在较高奥氏体化温度下形成的均匀奥氏体于A1~ 550℃之间的温度等温时也能形成片状珠光体。

珠光体中相邻的两片渗碳体(或铁素体)之间的距离(s0)称为珠光体的片间距,它是用来衡量珠光体组织粗细程度的一个主要指标。珠光体片间距与奥氏体晶粒度和均匀性的关系不大,主要取决于珠光体的形成温度。过冷度越大,珠光体的形成温度越低,片间距越小。

根据片间距的大小,可将珠光体分为三类。在A1~ 650℃较高温度范围内形成的珠光体比较粗,其片间距为0.6~1. 0μm,称为珠光体,通常在光学显微镜下极易分辨出铁素体和渗碳体层片状组织形态(见图1a)。在650~ 600℃温度范围内形成的珠光体,其片间距较细,为0. 25~0.3μm,只有在高倍光学显微镜下才能分辨出铁素体和渗碳体的片层形态,这种细片状珠光体又称为索氏体(见图1b)。在600~ 550℃的更低温度下形成的珠光体,其片间距极细,只有0.1~0. 15μm,在光学显微镜下无法分辨其层片状特征而呈黑色,只有在电子显微镜下才能区分出来,这种极细的珠光体又称为托氏体(见图1c)。由此可见,珠光体、索氏体和托氏体都属于珠光体类型的组织,都是铁素体和渗碳体组成的片层相间的机械混合物,它们之间的界限是相对的,其差别仅仅是片间距粗细不同而已。但是,与珠光体不同,索氏体和托氏体属于奥氏体在较快速度冷却时得到的不平衡组织。

片状珠光体的组织形态

图1  片状珠光体的组织形态

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