細(xì)說金相實(shí)驗(yàn)中金屬金相組織的常見形態(tài)

 

 什么是金相學(xué)？

  研究金屬或合金內(nèi)部結(jié)構(gòu)的科學(xué)，主要使用的設(shè)備就是金相顯微鏡(http://www.pelttech.com/jinxiang_5_0.shtml)，使用金相顯微鏡的金相方法觀察到的金屬及合金的內(nèi)部組織。   除此以外它還研究當(dāng)外界條件或內(nèi)在因素改變時(shí)，對金屬或合金內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響。所謂外部條件就是指溫度、加工變形、澆注情況等。所謂內(nèi)在因素主要指金屬或合金的化學(xué)成分。金相組織是反映金屬金相的具體形態(tài)，如馬氏體，奧氏體，鐵素體，珠光體等等。   金相學(xué)的主要形態(tài):     鐵碳合金中國析反應(yīng)所形成的鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。   珠光體的片間距離取決于奧氏體分解時(shí)的過冷度。過冷度越大，所形成的珠光體片間距離越小。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(xì)條滲碳體，稱為粗珠光體、片狀珠光體，簡稱珠光體。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，只有放大1000倍才能分辨的片層，稱為索氏體。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(tuán)狀組織，只有用電子顯微鏡放大10000倍才能分辨的片層稱為屈氏體。       碳與合金元素溶解在a-fe中的固溶體。亞共析鋼中的慢冷鐵素體呈塊狀，晶界比較圓滑，當(dāng)碳含量接近共析成分時(shí)，鐵素體沿晶粒邊界析出。     碳與鐵形成的一種化合物。在液態(tài)鐵碳合金中，首先單獨(dú)結(jié)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。過共析鋼冷卻時(shí)沿acm 線析出的碳化物(二次滲碳體)呈網(wǎng)結(jié)狀，共析滲碳體呈片狀。鐵碳合金冷卻到ar1以下時(shí)，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(xù)薄片狀。     碳與合金元素溶解在 -fe中的固溶體，仍保持 -fe的面心立方晶格。晶界比較直，呈規(guī)則多邊形;淬火鋼中殘余奧氏體分布在馬氏體間的空隙處   粒狀貝氏體   大塊狀或條狀的鐵素體內(nèi)分布著眾多小島的復(fù)相組織。過冷奧氏體在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)的最上部的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。剛形成時(shí)是由條狀鐵素體合并而成的塊狀鐵素體和小島狀富碳奧氏體組成，富碳奧氏體在隨后的冷卻過程中，可能全部保留成為殘余奧氏體;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(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，部分保留下來而形成兩相混合物，稱為m-a組織。     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。過冷奧氏體在中溫(約350~550℃)的相變產(chǎn)物，其典型形態(tài)是一束大致平行位向差為6~8od鐵素體板條，并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，由于方位不同，羽毛可對稱或不對稱，鐵素體羽毛可呈針狀、點(diǎn)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(zhuǎn)變時(shí)先在晶界處形成上貝氏體，往晶內(nèi)長大，不穿晶。     同上貝氏體，但滲碳體在鐵素體針內(nèi)。過冷奧氏體在350℃~ms的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。其典型形態(tài)是雙凸透鏡狀含過飽和碳的鐵素體，并在其內(nèi)分布著單方向排列的碳化物小薄片;在晶內(nèi)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(zhì)點(diǎn)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(xì)。     無碳化物貝氏體   板條狀鐵素體單相組成的組織，也稱為鐵素體貝氏體。形成溫度在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)的最上部。板條鐵素體之間為富碳奧氏體，富碳奧氏體在隨后的冷卻過程中也有類似上面的轉(zhuǎn)變。無碳化物貝氏體一般出現(xiàn)在低碳鋼中，在硅、鋁含量高的鋼中也容易形成。     回火屈氏體   碳化物和a-相的混合物。   它由馬氏體在350~500℃時(shí)中溫回火形成。其組織特征是鐵素體基體內(nèi)分布著極細(xì)小的粒狀碳化物，針狀形態(tài)已逐漸消失，但仍隱約可見，碳化物在光學(xué)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。     回火馬氏體   馬氏體分解得到極細(xì)的過渡型碳化物與過飽和(含碳較低)的a-相混合組織它由馬氏體在150~250℃時(shí)回火形成。 這種組織極易受腐蝕，光學(xué)顯微鏡下呈暗黑色針狀組織(保持淬火馬氏**向)，與下貝氏體很相似，只有在高倍電子顯微鏡下才能看到極細(xì)小的碳化物質(zhì)點(diǎn)。     碳在a-fe中的過飽和固溶體。 板條馬氏體：在低、中碳鋼及不銹鋼中形成，由許多相互平行的板條組成一個(gè)板條束，一個(gè)奧氏體晶?？赊D(zhuǎn)變成幾個(gè)板條束(通常3到5個(gè))。片狀馬氏體(針狀馬氏體)：常見于高、中碳鋼及高ni的fe-ni合金中，針葉中有一條縫線將馬氏體分為兩半，由于方位不同可呈針狀或塊狀，針與針呈120o角排列，高碳馬氏體的針葉晶界清楚，細(xì)針狀馬氏體呈布紋狀，稱為隱晶馬氏體。   回火索氏體   鐵素體為基體，基體上分布著均勻碳化物顆粒。   它由馬氏體在500~650℃時(shí)高溫回火形成。其組織特征是由等軸狀鐵素體和細(xì)粒狀碳化物構(gòu)成的復(fù)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。     奧氏體與滲碳體的共晶混合物。呈樹枝狀的奧氏體分布在滲碳體的基體上。   粒狀珠光體   由鐵素體和粒狀碳化物組成。   它是經(jīng)球化退火或馬氏體在650℃~a1溫度范圍內(nèi)回火形成。其特征是碳化物成顆粒狀分布在鐵素體上。     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(tài)與片狀珠光體混合存在，稱為魏氏組織。亞共析鋼中魏氏組織的鐵素體的形態(tài)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(xiàn)在奧氏體晶界，同時(shí)向晶內(nèi)生長。過共析鋼中魏氏組織滲碳體的形態(tài)有針狀或桿狀，它出現(xiàn)在奧氏體晶粒的內(nèi)部。

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