铁和钢的显微组织.doc

钢铁显微组织 microstructure of iron and steel ?? 在金相显微镜或电子显微镜下看到的 HYPERLINK :8080/cp/result?cp_keyword=Title:钢 钢和 HYPERLINK :8080/cp/result?cp_keyword=Title:铸铁 铸铁中由基本组成单元构成的聚合体。用金相显微镜观察时试样表面应磨平 HYPERLINK :8080/cp/result?cp_keyword=Title:抛光 抛光，并用适宜的侵蚀剂稍加侵蚀。用电子显微镜观察时，需要进行更加复杂的试样准备工作。金相显微镜最高放大倍数可达2500倍，电子显微镜可放大几十万倍（见 HYPERLINK :8080/cp/result?cp_keyword=Title:光学金相检验 光学金相检验）。钢和铸铁都是在铁中加入碳和其他合金元素形成的合金,其中,含碳量为0.77％的钢称为共析钢；含碳量低于0.77％的钢称为亚共析钢；含碳量为0.77～2.11％的钢称为过共析钢；含碳量高于2.11％的称为铸铁。不同含碳量和合金成分的钢或铸铁，其显微组织各不相同。同一成分的钢或铸铁，经过不同的 HYPERLINK :8080/cp/result?cp_keyword=Title:金属热处理 金属热处理后也具有不同的显微组织 （图1 [铁碳合金平衡相图]） 不同的显微组织具有不同的性能，因此钢铁可以通过热处理获得不同的性能。钢铁显微组织分析是研究钢铁和评定钢铁制品质量的重要手段。 ?? 固态钢铁中的相?? 相是钢铁显微组织的基本组成单元。 图2c[几种典型的金相组织??c上贝氏体（上)，500] [倍羽毛状为上贝氏体，白色基体为马氏体16Mn钢 500℃等温，10％盐水淬火,2％硝酸酒精腐蚀] 中白亮的基体和白色的条状物便是两种不同的相。两种相之间有明显的分界面。同一种相的内部，化学成分、原子排列方式和各种性能基本一致。液态的钢或铸铁中只有一种相，即液相。固态钢铁中可能出现多种不同的相，大致可以把它们分为固溶体和化合物两大类。 ?? 固溶体??碳或其他合金元素固溶于铁中形成的固态溶体。固态纯铁在不同的温度范围内有 3种不同的原子排列方式，分别称为 铁、铁和铁。碳或其他合金元素溶入 铁形成的固溶体称为铁素体；溶入 铁形成的固溶体称为奥氏体；溶入 铁形成的固溶体称为 固溶体。与溶液相似，固溶体的溶解度也随温度的升降而增减。 ?? 化合物??碳、铁或某些合金元素之间都可以形成化合物。钢铁中最常见的是碳与铁形成的化合物，分子式为Fe3C（含碳8.3％）,称为渗碳体。这种化合物 HYPERLINK :8080/cp/result?cp_keyword=Title:硬度 硬度很高，但很脆。 ?? 钢铁在加热或冷却时，其中的一些相会转变为另一些相，即发生相变。在缓慢加热或冷却条件下发生的相变是平衡相变,转变产物是稳定的组织,即平衡组织。快速加热、特别是快速冷却时则会发生不平衡相变，形成不稳定的组织，即不平衡组织。一旦原子有了足够的活动能力而且有足够时间完成某些运动，不平衡组织会重新转变为平衡组织。 ?? 纯铁本身在加热和冷却时会发生液相与铁、铁与铁、铁与 铁 3种相互转变。钢和铸铁在加热和冷却时会发生更多种的相变。铁碳合金平衡相图[铁碳合金平衡相图] 能较全面地反映碳钢和铸铁发生平衡相变的情况。 ?? 铁碳合金平衡相图??图1 [铁碳合金平衡相图] 中各条曲线表明含碳量不同的碳钢和铸铁发生各种平衡相变的温度。各曲线之间的区域称为相区。相区中所标符号L、、A、F 和Fe3C，分别代表液相、固溶体、奥氏体、铁素体和渗碳体。这些相区反映不同含碳量的碳钢和铸铁在不同温度下稳定存在的相。如含碳 0.4％的碳钢在810℃位于奥氏体相区,表明此时这种钢中稳定存在的相只是单一的奥氏体(A)。当这种钢由高温缓慢冷却时,大约在770℃开始发生平衡相变，出现铁素体（F）。冷到727℃时发生新的平衡相变，奥氏体全部消失,转变成铁素体和渗碳体(F＋Fe3C)。对这种钢来说，770℃是它的上临界点（用A3或A3代表）。727℃是它的下临界点(用A1或 A1代表)。金属热处理时常用的临界点如表 [金属热处理常用的临界点]。 ?? 铁碳合金平衡相图[铁碳合金平衡相图] 中有ECF 和PSK两条水平线。在ECF 线所对应的温度(1148℃)下,发生由含碳4.3％的液相转变为含碳 2.11％的奥氏体和渗碳体的特殊相变（共晶反应），形成一种叫做莱氏体的组织（A和 Fe3C的共晶混合物）。在PSK 线对应的温度(727℃)下,发生由含碳0.77％的奥氏体转变为铁素体和渗碳体的特殊相变（共析反应），形成一种叫做珠光体的组织（F 和Fe3C的共析