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共析鋼過(guò)冷奧氏體等溫轉變中的珠光體轉變

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共析鋼過(guò)冷奧氏體在等溫轉變圖鼻溫至A1線(xiàn)之間較高溫度范圍內等溫停留時(shí),將發(fā)生珠光體轉變,形成含碳量和晶體結構相差懸殊并和母相奧氏體截然不同的兩個(gè)固態(tài)新相:鐵索體和滲碳體。因此,奧氏體到珠光體的轉變必然發(fā)生碳的重新分布和鐵晶格的改組。由于相變在較高溫度下發(fā)生,鐵、碳原子都能進(jìn)行擴散,所以珠光體轉變是典型的擴散型相變,又稱(chēng)高溫轉變。根據奧氏體化溫度和奧氏體化程度不同,過(guò)冷奧氏體可以形成片狀珠光體和粒狀珠光體兩種組織形態(tài)。前者滲碳體呈片狀,后者呈粒狀。

1)片狀珠光體的形成、組織和性能。由Fe-Fe3C相圖可知,wc=0.77%的奧氏體在近于平衡的緩慢冷卻條件下形成的珠光體是由滲碳體和鐵素體組成的片層相間的組織。在較高奧氏體化溫度下形成的均勻奧氏體于A(yíng)1~ 550℃之間的溫度等溫時(shí)也能形成片狀珠光體。

珠光體中相鄰的兩片滲碳體(或鐵素體)之間的距離(s0)稱(chēng)為珠光體的片間距,它是用來(lái)衡量珠光體組織粗細程度的一個(gè)主要指標。珠光體片間距與奧氏體晶粒度和均勻性的關(guān)系不大,主要取決于珠光體的形成溫度。過(guò)冷度越大,珠光體的形成溫度越低,片間距越小。

根據片間距的大小,可將珠光體分為三類(lèi)。在A(yíng)1~ 650℃較高溫度范圍內形成的珠光體比較粗,其片間距為0.6~1. 0μm,稱(chēng)為珠光體,通常在光學(xué)顯微鏡下極易分辨出鐵素體和滲碳體層片狀組織形態(tài)(見(jiàn)圖1a)。在650~ 600℃溫度范圍內形成的珠光體,其片間距較細,為0. 25~0.3μm,只有在高倍光學(xué)顯微鏡下才能分辨出鐵素體和滲碳體的片層形態(tài),這種細片狀珠光體又稱(chēng)為索氏體(見(jiàn)圖1b)。在600~ 550℃的更低溫度下形成的珠光體,其片間距極細,只有0.1~0. 15μm,在光學(xué)顯微鏡下無(wú)法分辨其層片狀特征而呈黑色,只有在電子顯微鏡下才能區分出來(lái),這種極細的珠光體又稱(chēng)為托氏體(見(jiàn)圖1c)。由此可見(jiàn),珠光體、索氏體和托氏體都屬于珠光體類(lèi)型的組織,都是鐵素體和滲碳體組成的片層相間的機械混合物,它們之間的界限是相對的,其差別僅僅是片間距粗細不同而已。但是,與珠光體不同,索氏體和托氏體屬于奧氏體在較快速度冷卻時(shí)得到的不平衡組織。

片狀珠光體的組織形態(tài)

圖1  片狀珠光體的組織形態(tài)