第三章钢的珠光体转变案例.ppt

第三章 钢的珠光体转变;奥氏体冷却过程中发生的转变;3.1 珠光体的组织特征 ;珠光体的发现; 一、片状珠光体 共析成分的奥氏体冷却到A1以下时，将分解为铁素体与渗碳体的混合物，称为珠光体。 1. 概念 片状珠光体：过冷奥氏体缓冷所得的铁素体与渗碳体呈层片相间组织； 珠光体团：片状珠光体的片层位向大致相同的区域称为珠光体团，在一个奥氏体晶粒内，可有几个珠光体团。 珠光体片间距：珠光体团中相邻的两片渗碳体(或铁素体)中心之间的距离称为珠光体的片间距，用S0表示。;P团;片状珠光体; ① 珠光体（P）: Pearlite 片间距约为450～150nm，形成于A1～650℃温度范围内。在光学显微镜下可清晰分辨出铁素体和渗碳体片层状组织形态。; ②索氏体(S):Sorbite 片间距约为150～80nm，形成于650～600℃温度范围内。只有在800倍以上光学显微镜下观察才能分辨出铁素体和渗碳体片层状组织形态。细片状P－索氏体。; ③屈氏体（T）: Troostite 片间距约为80～30nm，形成于600～550℃温度范围内。在光学显微镜下已很难分辨出铁素体和渗碳体片层状组织形态。极细片状的P-屈氏体。;珠光体、索氏体和屈氏体比较;3 影响珠光体片间距的因素;;位向关系;铁素体与奥氏体位向关系;;; 二、粒（球）状珠光体;3.2 珠光体转变的机理; 二、珠光体转变的领先相 珠光体转变是有奥氏体分解为铁素体与渗碳体，必然存在一个先析出相。珠光体形成的领先相取决于化学成分。; 一、片状珠光体形成过程 共析成分的奥氏体，在临界点以下发生如下转变： A → F + Fe3C 片状珠光体形成依赖于扩散，以得到所需要的浓度变化以及结构变化，转变也是一个形核和长大的过程。 ;1. 形核;Fe3C形状：小薄片（应变能小，表面积大，容易接受到Ｃ原子）; 2、 长大 Fe3C薄片向纵向、横向长大，不断吸收周围碳原子→ 在Fe3C两侧或奥氏体晶界上贫碳区，形成F核→Fe3C纵向长大(横向已不可能)，F纵向长大、横向长大，于F侧的同一位向形成Fe3C，在同一位向交替形成F与Fe3C，形成一个珠光体团。 在不同位向形成另一个珠光体团→珠光体团互相接触，转变结束。 ; 3、片状珠光体长大碳的扩散机制 ;由于各相间的浓度差，造成了如下扩散：;;; 由于形成了γ/α，γ/Fe3C相界面，在相界面前沿γ相中产生浓度差Cγ-α – Cγ-k ，从而引起碳原子由α前沿向Fe3C前沿扩散，扩散的结果破坏了相界面的碳浓度平衡，为了恢复碳浓度平衡，渗碳体和铁素体就要向奥氏体中纵向长大。;;; 4、铁原子的自扩散 珠光体转变时，晶体点阵的改组是通过铁原子自扩散完成的。 综上所述，珠光体转变时珠光体团的形成是铁素体与渗碳体横向沿奥氏体晶界或沿已形成的珠光体团界交替形核、纵向长大的结果。 ; 二、粒状珠光体形成机制 ;4.3 珠光体转变机理 二.粒状珠光体的形成机制 ;;;? Growth of pearlite from austenite:;? Eutectoid composition, Co = 0.77wt%C ? Begin at T 727C ? Rapidly cool to 625C and hold isothermally. ? Cooling to lower temperatures results in finer microstructures;? Ttransf just below TE --Larger T: diffusion is faster --Pearlite is coarser.;? Reaction rate is a result of nucleation and growth of crystals.; 一、先共析相的析出条件 Fe-Fe3C相图中GS、ES线的延长线SG’、SE’具有一定的意义，GSG’ 、ESE’线把相图分成四个区： ;一、伪共析转变;先共析F析出： ;伪共析转变应用： 1）加快冷速，提高P伪量，有助提高低碳钢的强度。 2）通过快冷抑制过共析钢中网状渗碳体的析出;亚共析钢先共析F的形态;四、钢中的魏氏组织;3.3 珠光体转变的动力学 §3.3