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「知識」15種常見金相組織,學材料必備! 日期:2019.05.22
1. 奧氏體

定義:碳與合金元素溶解在γ-Fe中的固溶體,仍保持γ-Fe的麵心立方晶格

特征:奧氏體是一般鋼在高溫下的組織,其存在有一定的溫度和成分範圍。有些淬火鋼能使部分奧氏體保留到室溫,這種奧氏體稱殘留奧氏體。奧氏體一般由等軸狀的多邊形晶粒組成,晶粒內有孿晶。在加熱轉變剛剛結束時的奧氏體晶粒比較細小,晶粒邊界呈不規則的弧形。經過一段時間加熱或保溫,晶粒將長大,晶粒邊界可趨向平直化。鐵碳相圖中奧氏體是高溫相,存在於臨界點A1溫度以上,是珠光體逆共析轉變而成。當鋼中加入足夠多的擴大奧氏體相區的化學元素時,Ni,Mn等,則可使奧氏體穩定在室溫,如奧氏體鋼。

「知識」15種常見金相組織,學材料必備!

2. 鐵素體

定義:碳與合金元素溶解在a-Fe中的固溶體

特征:亞共析鋼中的慢冷鐵素體呈塊狀,晶界比較圓滑,當碳含量接近共析成分時,鐵素體沿晶粒邊界析出。

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3. 滲碳體

定義:碳與鐵形成的一種化合物

特征:滲碳體不易受硝酸酒精溶液的腐蝕,在顯微鏡下呈白亮色,但受堿性苦味酸鈉的腐蝕,在顯微鏡下呈黑色。滲碳體的顯微組織形態很多,在鋼和鑄鐵中與其他相共存時呈片狀、粒狀、網狀或板狀。

(1)在液態鐵碳合金中,首先單獨結晶的滲碳體(一次滲碳體)為塊狀,角不尖銳,共晶滲碳體呈骨骼狀

(2)過共析鋼冷卻時沿Acm線析出的碳化物(二次滲碳體)呈網結狀,共析滲碳體呈片狀

(3)鐵碳合金冷卻到Ar1以下時,由鐵素體中析出滲碳體(三次滲碳體),在二次滲碳體上或晶界處呈不連續薄片狀。

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4. 珠光體

定義:鐵碳合金中共析反應所形成的鐵素體與滲碳體的機械混合物

特征:珠光體的片間距離取決於奧氏體分解時的過冷度。過冷度越大,所形成的珠光體片間距離越小。

(1)在A1~650℃形成的珠光體片層較厚,在金相顯微鏡下放大400倍以上可分辨出平行的寬條鐵素體和細條滲碳體,稱為粗珠光體、片狀珠光體,簡稱珠光體。

(2)在650~600℃形成的珠光體用金相顯微鏡放大500倍,從珠光體的滲碳體上僅看到一條黑線,隻有放大1000倍才能分辨的片層,稱為索氏體。

(3)在600~550℃形成的珠光體用金相顯微鏡放大500倍,不能分辨珠光體片層,僅看到黑色的球團狀組織,隻有用電子顯微鏡放大10000倍才能分辨的片層稱為屈氏體。

「知識」15種常見金相組織,學材料必備!

5. 上貝氏體

定義:過飽和針狀鐵素體和滲碳體的混合物,滲碳體在鐵素體針間

特征:過冷奧氏體在中溫(約350~550℃)的相變產物,其典型形態是一束大致平行位向差為6~8od鐵素體板條,並在各板條間分布著沿板條長軸方向排列的碳化物短棒或小片;典型上貝氏體呈羽毛狀,晶界為對稱軸,由於方位不同,羽毛可對稱或不對稱,鐵素體羽毛可呈針狀、點狀、塊狀。若是高碳高合金鋼,看不清針狀羽毛;中碳中合金鋼,針狀羽毛較清楚;低碳低合金鋼,羽毛很清楚,針粗。轉變時先在晶界處形成上貝氏體,往晶內長大,不穿晶。

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6. 下貝氏體

定義:同上,但滲碳體在鐵素體針內

特征:過冷奧氏體在350℃~Ms的轉變產物。其典型形態是雙凸透鏡狀含過飽和碳的鐵素體,並在其內分布著單方向排列的碳化物小薄片;在晶內呈針狀,針葉不交叉,但可交接。與回火馬氏體不同,馬氏體有層次之分,下貝氏體則顏色一致,下貝氏體的碳化物質點比回火馬氏體粗,易受侵蝕變黑,回火馬氏體顏色較淺,不易受侵蝕。高碳高合金鋼的碳化物分散度比低碳低合金鋼高,針葉比低碳低合金鋼細。

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7. 粒狀貝氏體

定義:大塊狀或條狀的鐵素體內分布著眾多小島的複相組織

特征:過冷奧氏體在貝氏體轉變溫度區的最上部的轉變產物。剛形成時是由條狀鐵素體合並而成的塊狀鐵素體和小島狀富碳奧氏體組成,富碳奧氏體在隨後的冷卻過程中,可能全部保留成為殘餘奧氏體;也可能部分或全部分解為鐵素體和滲碳體的混合物(珠光體或貝氏體);最可能部分轉變為馬氏體,部分保留下來而形成兩相混合物,稱為M-A組織。

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8. 無碳化物貝氏體

定義:板條狀鐵素體單相組成的組織,也稱為鐵素體貝氏體

特征:形成溫度在貝氏體轉變溫度區的最上部。板條鐵素體之間為富碳奧氏體,富碳奧氏體在隨後的冷卻過程中也有類似上麵的轉變。無碳化物貝氏體一般出現在低碳鋼中,在矽、鋁含量高的鋼中也容易形成。

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9. 馬氏體

定義:碳在a-Fe中的過飽和固溶體

特征:

(1)板條馬氏體:尺寸大致相同的細馬氏體條定向平行排列,組成馬氏體束或馬氏體領域;在領域與領域之間位向差大,一顆原始奧氏體晶粒內可以形成幾個不同取向的領域。由於板條狀馬氏體形成的溫度較高,在冷卻過程中,必然發生自回火現象,在形成的馬氏體內部析出碳化物,故它易受侵蝕發暗。

(2)針狀馬氏體,又稱片狀馬氏體或高碳馬氏體,它的基本特征是:在一個奧氏體晶粒內形成的第一片馬氏體片較粗大,往往貫穿整個晶粒,將奧氏體晶粒加以分割,使以後形成 的馬氏體大小受到限製,因此片狀馬氏體的大小不一,分布無規則。針狀馬氏體按一定 方位形成。在馬氏體針葉中有一中脊麵,碳量越高,越明顯,且馬氏體也越尖,同時在馬氏體間伴有白色殘留奧氏體。

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10. 萊氏體

定義:奧氏體與滲碳體的共晶混合物

特征:呈樹枝狀的奧氏體分布在滲碳體的基體上。

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11. 回火馬氏體

定義:馬氏體分解得到極細的過渡型碳化物與過飽和(含碳較低)的a-相混合組織

特征:它由馬氏體在150~250℃時回火形成。這種組織極易受腐蝕,光學顯微鏡下呈暗黑色針狀組織(保持淬火馬氏體位向),與下貝氏體很相似,隻有在高倍電子顯微鏡下才能看到極細小的碳化物質點。

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12. 回火屈氏體

定義:碳化物和a-相的混合物

特征:它由馬氏體在350~500℃時中溫回火形成。其組織特征是鐵素體基體內分布著極細小的粒狀碳化物,針狀形態已逐漸消失,但仍隱約可見,碳化物在光學顯微鏡下不能分辨,僅觀察到暗黑的組織,在電鏡下才能清晰分辨兩相,可看出碳化物顆粒已明顯長大。

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13. 回火索氏體

定義:以鐵素體為基體,基體上分布著均勻碳化物顆粒

特征:它由馬氏體在500~650℃時高溫回火形成。其組織特征是由等軸狀鐵素體和細粒狀碳化物構成的複相組織,馬氏體片的痕跡已消失,滲碳體的外形已較清晰,但在光鏡下也難分辨,在電鏡下可看到的滲碳體顆粒較大。

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14. 球狀珠光體

定義:由鐵素體和粒狀碳化物組成

特征:經球化退火獲得,滲碳體成球粒狀分布在鐵素 體基體上;滲碳體球粒大小,取決於球化退火工藝,特別是冷卻速度。球狀珠光體可分為粗球狀、球狀和細球狀和點狀四種珠光體。

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15. 魏氏組織

定義:如果奧氏體晶粒比較粗大,冷卻速度又比較適宜,先共析相有可能呈針狀(片狀)形態與片狀珠光體混合存在,稱為魏氏組織

特征:亞共析鋼中魏氏組織的鐵素體的形態有片狀、羽毛狀或三角形,粗大鐵素體呈平行或三角形分布。它出現在奧氏體晶界,同時向晶內生長 過共析鋼中魏氏組織滲碳體的形態有針狀或杆狀,它出現在奧氏體晶粒的內部。

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