关于奥氏体、马氏体、珠光体的分析
铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、贝氏体、魏氏组织、马氏体、莱氏体......一文识尽!
铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、贝氏体、魏氏组织、马氏体、莱氏体......一文识尽!现代材料可以分为四大类——金属、高分子、陶瓷和复合材料。
尽管目前高分子材料飞速发展,但金属材料中的钢铁仍是目前工程技术中使用最广泛、最重要的材料,那么到底是什么因素决定了钢铁材料的霸主地位呢。
下面就为金粉们详细介绍吧。
钢铁由铁矿石提炼而成,来源丰富,价格低廉。
钢铁又称为铁碳合金,是铁(Fe)与碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)以及其他少量元素(Cr、V等)所组成的合金。
通过调节钢铁中各种元素的含量和热处理工艺(四把火:淬火、退火、回火、正火),可以获得各种各样的金相组织,从而使钢铁具有不同的物理性能。
将钢材取样,经过打磨、抛光,最后用特定的腐蚀剂腐蚀显示后,在金相显微镜下观察到的组织称为钢铁的金相组织。
钢铁材料的秘密便隐藏在这些组织结构中。
在Fe-Fe3C系中,可配制多种成分不同的铁碳合金,他们在不同温度下的平衡组织各不相同,但由几个基本相(铁素体F、奥氏体A和渗碳体Fe3C)组成。
这些基本相以机械混合物的形式结合,形成了钢铁中丰富多彩的金相组织结构。
常见的金相组织有下列八种:1. 铁素体碳溶于α-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为铁素体,属bcc结构,呈等轴多边形晶粒分布,用符号F表示。
其组织和性能与纯铁相似,具有良好的塑性和韧性,而强度与硬度较低(30-100 HB)。
在合金钢中,则是碳和合金元素在α-Fe中的固溶体。
碳在α-Fe 中的溶解量很低,在AC1温度,碳的最大溶解量为0.0218%,但随温度下降的溶解度则降至0.0084%,因而在缓冷条件下铁素体晶界处会出现三次渗碳体。
随钢铁中碳含量增加,铁素体量相对减少,珠光体量增加,此时铁素体则是网络状和月牙状。
2. 奥氏体碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥氏体,具有面心立方结构,为高温相,用符号A表示。
奥氏体在1148℃有最大溶解度2.11%C,727℃时可固溶0.77%C;强度和硬度比铁素体高,塑性和韧性良好,并且无磁性,具体力学性能与含碳量和晶粒大小有关,一般为170~220 HBS、 =40~50%。
珠光体与奥氏体硬度
珠光体与奥氏体硬度
珠光体是铁素体和渗碳体组成的混合物,其硬度在180~220HBW 之间,具体硬度与含碳量和晶粒大小有关。
奥氏体是碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体,具有面心立方结构。
奥氏体在1148℃时有最大溶解度2.11%C,727℃时可固溶0.77%C。
其强度和硬度比铁素体高,塑性和韧性良好,并且无磁性,硬度一般为170~220HBW。
综上所述,珠光体和奥氏体的硬度不同,其中奥氏体的硬度范围为170~220HBW。
珠光体和奥氏体在金属材料中有着不同的应用和特性,其硬度的差异也反映了它们在机械性能方面的不同。
珠光体通常具有较高的强度和硬度,因为它的晶体结构是由铁素体和渗碳体组成的,这种混合物在承受机械应力时能够表现出良好的耐磨性和抗疲劳性能。
因此,珠光体常被用于制造承受高应力和耐磨的零件,如齿轮、轴类零件等。
相比之下,奥氏体具有较好的塑性和韧性,同时具有较低的导热性和电阻,因此常被用于制造需要良好塑性和韧性的零件,如锅炉管、汽车散热器等。
此外,奥氏体还具有良好的耐腐蚀性能,因此在化工、石油等行业中也得到了广泛应用。
总之,珠光体和奥氏体在硬度、机械性能和应用方面存在差异,选择使用哪种金属材料需要根据具体的应用场景和要求来决定。
奥氏体、马氏体、珠光体
奥氏体——碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体,仍保持γ-Fe的面心立方晶格。
晶界比较直,呈规则多边形;淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处铁素体——碳与合金元素溶解在a-Fe中的固溶体。
亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状,晶界比较圆滑,当碳含量接近共析成分时,铁素体沿晶粒边界析出。
渗碳体——碳与铁形成的一种化合物。
在液态铁碳合金中,首先单独结晶的渗碳体(一次渗碳体)为块状,角不尖锐,共晶渗碳体呈骨骼状。
过共析钢冷却时沿Acm线析出的碳化物(二次渗碳体)呈网结状,共析渗碳体呈片状。
铁碳合金冷却到Ar1以下时,由铁素体中析出渗碳体(三次渗碳体),在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状。
珠光体——铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物。
珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。
过冷度越大,所形成的珠光体片间距离越小。
在A1~650℃形成的珠光体片层较厚,在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体,称为粗珠光体、片状珠光体,简称珠光体。
在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍,从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线,只有放大1000倍才能分辨的片层,称为索氏体。
在600~550℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍,不能分辨珠光体片层,仅看到黑色的球团状组织,只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体。
上贝氏体——过饱和针状铁素体和渗碳体的混合物,渗碳体在铁素体针间。
过冷奥氏体在中温(约350~550℃)的相变产物,其典型形态是一束大致平行位向差为6~8od 铁素体板条,并在各板条间分布着沿板条长轴方向排列的碳化物短棒或小片;典型上贝氏体呈羽毛状,晶界为对称轴,由于方位不同,羽毛可对称或不对称,铁素体羽毛可呈针状、点状、块状。
若是高碳高合金钢,看不清针状羽毛;中碳中合金钢,针状羽毛较清楚;低碳低合金钢,羽毛很清楚,针粗。
转变时先在晶界处形成上贝氏体,往晶内长大,不穿晶。
铁素体奥氏体渗碳体珠光体马氏体
铁素体奥氏体渗碳体珠光体马氏体【知识文章】探索金属微观结构:铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和马氏体1. 引言金属的微观结构是决定该金属性能和性质的关键因素之一。
在金属材料中,铁和其合金是应用最广泛的金属之一。
铁的微观结构包括铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和马氏体等不同相。
在本文中,我们将探索这些微观结构,并讨论它们对金属材料性能的影响。
2. 铁素体铁素体是铁和碳在一定温度下的稳定相。
它具有面心立方结构,并且碳的溶解度相对较低,通常不超过0.02%。
铁素体具有良好的韧性和可塑性,但它的硬度和强度较低。
在许多应用中,需要对铁素体进行热处理,以提高其硬度和强度。
3. 奥氏体奥氏体是铁和碳在高温下的稳定相。
它具有面心立方结构,并且碳的溶解度相对较高,可达到2.11%。
奥氏体具有良好的塑性和可塑性,但它的硬度和强度相对较低。
奥氏体的材料通常需要通过淬火等方法进行热处理,以获得更高的硬度和强度。
4. 渗碳体渗碳体是一种在铁素体中形成的碳化物相。
它具有高硬度和高强度,同时保持了一定的韧性。
渗碳体的形成通常通过在高温下将钢件浸泡在碳含量较高的环境中,以实现碳的扩散。
渗碳体可以显著提高材料的耐磨性和抗腐蚀性能,因此在制造机械零件和工具等领域中得到广泛应用。
5. 珠光体珠光体是一种在铁素体中形成的细小的球状结构相。
它由铁和少量的碳组成,通常在0.02%以下。
珠光体具有高强度和较高的韧性,因此在一些高强度要求的应用中得到广泛应用。
珠光体的形成主要通过在适当温度下快速冷却铁素体来实现。
6. 马氏体马氏体是一种在快速冷却过程中形成的细小的板状结构相。
它具有高硬度和高强度,但韧性相对较低。
马氏体的形成通常通过在高温下将奥氏体淬火到室温,使其发生相变而形成。
马氏体的形成可以显著提高材料的硬度和强度,因此在刀具、弹簧和汽车零件等领域中得到广泛应用。
7. 深入理解微观结构的意义金属的微观结构对其性能和性质具有重要影响。
不同的微观结构可以使金属材料具有不同的硬度、强度、韧性和可塑性等特性。
马氏体与奥氏体金相结构
马氏体与奥氏体金相结构
马氏体和奥氏体是金相学中常见的两种组织结构。
马氏体是一种在金属材料中形成的结构,通常是在固溶体中通过快速冷却(比如淬火)形成的。
马氏体的形成是由于固溶体在快速冷却过程中无法完全达到热平衡状态,导致固溶体变形并形成马氏体。
马氏体通常具有高硬度和脆性,因此在金属材料的强化和改性中具有重要作用。
奥氏体是另一种常见的金相结构,是由铁-碳合金中的铁和碳按照一定的比例形成的一种晶体结构。
奥氏体通常是在铁素体中加入适量的碳后形成的。
奥氏体的形成取决于合金中的碳含量和冷却速度,通常在快速冷却时可以形成马氏体,而在较慢冷却时则形成奥氏体。
从金相学的角度来看,马氏体和奥氏体都是金属材料中的一种组织结构,其形成与材料的成分、冷却速度等因素有关。
马氏体和奥氏体的存在对材料的性能具有重要影响,因此在材料工程和金属加工中需要对其形成规律和性质进行深入研究。
总的来说,马氏体和奥氏体是金相学中两种重要的组织结构,
它们的形成与金属材料的成分、冷却速度等因素密切相关,对材料的性能具有重要影响,因此在材料工程和金属加工中具有重要的理论和应用价值。
铁素体奥氏体渗碳体珠光体马氏体
深入探讨金属学中的重要概念一、介绍在金属学中,铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和马氏体是极为重要的概念,它们对于金属材料的性能和应用有着重要的影响。
本文将深入探讨这些概念,并对其进行全面评估,以便读者能够更好地理解它们。
二、铁素体铁素体是指铁和碳组成的固溶体,是一种具有面心立方结构的金属组织。
在铁碳合金中,当温度高于A3点时,铁的组织结构为铁素体。
铁素体的性质稳定,具有较好的塑性和韧性,是一些重要金属材料的基本组织形式。
三、奥氏体奥氏体是另一种铁碳合金的组织形式,其结构为面心立方。
当温度低于A1点时,铁的组织结构为奥氏体。
奥氏体具有较高的硬度和强度,但塑性和韧性较差。
在一些要求高强度的金属材料中,奥氏体是重要的组织形式。
四、渗碳体渗碳体是指在铁素体或奥氏体内部溶解了一定量的碳,形成固溶体的金相。
渗碳体的形成可以显著提高金属材料的硬度和强度,但会降低其塑性和韧性。
在热处理过程中,渗碳体的形成可以有效改善金属材料的性能。
五、珠光体珠光体是一种由铁素体和渗碳体相互交替排列形成的组织形式,具有条纹状的外观。
珠光体在金属材料中起着重要的强化作用,可以显著提高材料的硬度和强度。
在一些对耐磨性要求较高的金属制品中,珠光体是重要的组织形式。
六、马氏体马氏体是一种在金属材料中由奥氏体或铁素体经过相变而形成的组织形式,具有高硬度和弹性,是一些高强度金属材料的重要组织形式。
马氏体的形成可以显著提高金属材料的强度和耐磨性。
七、总结与回顾通过对铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和马氏体的全面评估,我们可以更好地理解这些重要的金属学概念。
铁素体和奥氏体是金属材料的两种基本组织形式,渗碳体、珠光体和马氏体则是在热处理过程中形成的重要组织形式,它们对于金属材料的性能和应用有着重要的影响。
八、个人观点与理解在我看来,对于金属学中的这些重要概念,我们需要深入学习和理解其形成的原理、性质和应用,这对于提高金属材料的设计、加工和应用水平具有重要意义。
奥氏体马氏体贝氏体珠光体相互转变
奥氏体马氏体贝氏体珠光体相互转变哎呀,这可是个有意思的话题啊!奥氏体马氏体贝氏体珠光体,这些家伙可是钢材界的大佬啊!它们之间的关系错综复杂,相互转变的过程也是相当精彩纷呈。
今天,咱就来聊聊这个话题,看看这些大佬们是如何相互转变的吧!咱们来认识一下这几位大佬。
奥氏体、马氏体、贝氏体和珠光体都是钢材中的组织结构。
奥氏体是钢材中最常见的一种组织结构,它具有较高的硬度和强度。
马氏体则是在高温下形成的,它的硬度比奥氏体更高。
贝氏体则介于奥氏体和马氏体之间,具有一定的韧性。
而珠光体则是一种特殊的组织结构,它在钢材中的比例较少,但具有很好的韧性和塑性。
那么,这几位大佬是如何相互转变的呢?其实,它们的转变过程就像是一场精彩的武术比赛,每个选手都有自己的特长和弱点,但最终都要为了胜利而努力。
我们来看看奥氏体。
奥氏体的形成需要经过一个叫做“回火”的过程。
这个过程就像是一个武术比赛前的热身运动,通过回火,奥氏体的晶粒会变得更加细小,从而提高钢材的韧性和塑性。
如果回火的时间不够或者温度不够,奥氏体的硬度和强度就会受到影响。
接下来,轮到马氏体上场了。
马氏体的生成需要在一个非常高的温度下进行,这个过程就像是一个武术比赛前的冲刺。
在这个过程中,钢材中的碳原子会形成一种叫做“马氏体网”的结构,从而使得钢材的硬度和强度大大提高。
但是,过高的温度也会导致钢材的其他性能受到影响,所以在实际应用中,我们需要找到一个合适的温度来生成马氏体。
然后,我们来看看贝氏体的表演。
贝氏体的生成需要在适当的温度下进行,这个过程就像是一个武术比赛中的防守。
在这个过程中,钢材中的碳原子会形成一种叫做“贝氏体网”的结构,从而使得钢材具有一定的韧性。
而且,贝氏体的生成还会影响到钢材的断面形状,使得钢材在受力时更加稳定。
珠光体的登场让人眼前一亮。
珠光体的生成需要在非常低的温度下进行,这个过程就像是一个武术比赛中的蓄势待发。
在这个过程中,钢材中的位错会在一定程度上被抑制,从而使得钢材具有很好的韧性和塑性。
奥氏体和马氏体的晶相
奥氏体(Austenite)和马氏体(Martensite)是两种常见的钢铁材料的晶相。
它们的形成和性质在材料学中有着重要的意义。
1. 奥氏体(Austenite):
- 晶格结构:奥氏体属于面心立方(FCC)结构,其原子排列较为密集。
- 形成条件:在高温下,通常是钢的加热区域,铁和其他合金元素以面心立方结构存在。
- 性质:具有良好的韧性和塑性,适用于冷热加工。
然而,奥氏体相对较软,不适用于高强度要求的场合。
2. 马氏体(Martensite):
- 晶格结构:马氏体属于体心立方(BCC)结构,其原子排列相对较开敞。
- 形成条件:在快速冷却的条件下,通常是通过淬火(quenching)或其他快速冷却方法,奥氏体结构迅速变为马氏体。
- 性质:具有高硬度和强度,但相对脆性较高。
马氏体的形成可以提高钢的硬度,适用于需要高强度和硬度的工程应用。
在实际材料制备中,通常会通过控制冷却速度来调节奥氏体和马氏体的比例,从而获得适合不同应用的材料性能。
例如,通过淬火可以使钢中的奥氏体转变为马氏体,提高钢的硬度,然后通过回火(tempering)来降低硬度,同时提高韧性。
总体而言,奥氏体和马氏体的晶相变化是钢铁材料工程中的重要调控因素,影响着材料的力学性能和适用范围。
铁素体奥氏体马氏体 简单理解
铁素体奥氏体马氏体简单理解
铁素体、奥氏体和马氏体是钢铁材料中的三种不同的组织结构,它们在钢铁的热处理过程中起着重要的作用。
铁素体是一种由铁和
碳组成的晶体结构,它是钢铁的最稳定状态。
奥氏体是一种由铁和
碳组成的非稳定结构,它在钢铁的高温冷却过程中形成。
马氏体是
一种由奥氏体经过快速冷却转变而成的结构,它具有高硬度和强度。
在钢铁的热处理过程中,通过控制温度和冷却速度,可以使钢
铁的组织结构发生变化,从而改变钢铁的性能。
例如,通过快速冷
却可以将奥氏体转变为马氏体,从而提高钢铁的硬度和强度。
而通
过适当的退火处理,可以将马氏体转变为铁素体和奥氏体,从而提
高钢铁的韧性和塑性。
综合来看,铁素体、奥氏体和马氏体是钢铁材料中非常重要的
组织结构,它们对钢铁的性能具有重要影响。
通过合理的热处理工艺,可以使钢铁具有不同的性能,满足不同的工程需求。
因此,对
于工程师和研究人员来说,深入理解和掌握铁素体、奥氏体和马氏
体的形成和转变规律,对于钢铁材料的开发和应用具有重要意义。
奥氏体、铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体等定义特征与区别
奥氏体、铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体等定义奥氏体定义:碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体,仍保持γ-Fe的面心立方晶格特征:奥氏体是一般钢在高温下的组织,其存在有一定的温度和成分范围。
有些淬火钢能使部分奥氏体保留到室温,这种奥氏体称残留奥氏体。
奥氏体一般由等轴状的多边形晶粒组成,晶粒内有孪晶。
在加热转变刚刚结束时的奥氏体晶粒比较细小,晶粒边界呈不规则的弧形。
经过一段时间加热或保温,晶粒将长大,晶粒边界可趋向平直化。
铁碳相图中奥氏体是高温相,存在于临界点A1温度以上,是珠光体逆共析转变而成。
当钢中加入足够多的扩大奥氏体相区的化学元素时,Ni,Mn等,则可使奥氏体稳定在室温,如奥氏体钢。
铁素体定义:碳与合金元素溶解在a-Fe中的固溶体特征:亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状,晶界比较圆滑,当碳含量接近共析成分时,铁素体沿晶粒边界析出。
渗碳体定义:碳与铁形成的一种化合物特征:渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀,在显微镜下呈白亮色,但受碱性苦味酸钠的腐蚀,在显微镜下呈黑色。
渗碳体的显微组织形态很多,在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、粒状、网状或板状。
在液态铁碳合金中,首先单独结晶的渗碳体(一次渗碳体)为块状,角不尖锐,共晶渗碳体呈骨骼状过共析钢冷却时沿Acm线析出的碳化物(二次渗碳体)呈网结状,共析渗碳体呈片状铁碳合金冷却到Ar1以下时,由铁素体中析出渗碳体(三次渗碳体),在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状珠光体定义:铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物特征:珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。
过冷度越大,所形成的珠光体片间距离越小。
在A1~650℃形成的珠光体片层较厚,在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体,称为粗珠光体、片状珠光体,简称珠光体。
在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍,从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线,只有放大1000倍才能分辨的片层,称为索氏体。
铁素体奥氏体贝氏体马氏体珠光体异同
铁素体奥氏体贝氏体马氏体珠光体是金属材料中常见的组织结构形态,在金属材料的热处理过程中会产生不同的组织结构形态,而这些组织结构对金属材料的性能有着重要的影响。
以下将对这些金属材料的组织结构形态进行介绍并对其特点进行比较。
1. 铁素体铁素体是一种由铁和少量的碳组成的金属结构,在室温下呈现面心立方的晶体结构。
铁素体在金属材料中是一种比较稳定的结构形态,具有良好的延展性和韧性,但其硬度和强度相对较低。
2. 奥氏体奥氏体是一种由铁和碳组成的金属结构,在高温下呈现面心立方的晶体结构。
奥氏体在金属材料中具有较高的硬度和强度,但其延展性和韧性相对较低。
3. 贝氏体贝氏体是一种由铁和碳组成的金属结构,在热处理过程中由奥氏体经过一定温度和时间的转变形成的一种组织结构。
贝氏体具有较高的硬度和强度,但其延展性和韧性相对较低。
4. 马氏体马氏体是一种由铁和少量的碳组成的金属结构,在金属材料中具有很高的硬度和强度,但其延展性和韧性相对较低。
马氏体在金属材料中是一种比较不稳定的结构形态,在变形和断裂中容易形成。
5. 珠光体珠光体是一种由铁和碳组成的金属结构,在金属材料中具有良好的韧性和延展性,但其硬度和强度相对较低。
珠光体在金属材料中是一种比较稳定的结构形态,常用于要求良好冲击韧性的零件中。
以上是对铁素体、奥氏体、贝氏体、马氏体和珠光体的简要介绍,下面分别对它们进行比较:1. 硬度和强度奥氏体、贝氏体和马氏体在金属材料中具有较高的硬度和强度,适用于一些对硬度和强度要求较高的零件中。
而铁素体和珠光体在金属材料中的硬度和强度相对较低,适用于一些对韧性和延展性要求较高的零件中。
2. 韧性和延展性铁素体和珠光体在金属材料中具有良好的韧性和延展性,适用于一些对韧性和延展性要求较高的零件中。
而奥氏体、贝氏体和马氏体在金属材料中的韧性和延展性相对较低,容易在变形和断裂过程中产生裂纹。
3. 稳定性铁素体和珠光体在金属材料中是比较稳定的结构形态,容易保持在一定的温度和压力条件下不发生明显的相变。
奥氏体、珠光体、马氏体等分别有什么力学性能?
奥氏体奥氏体是碳溶解在γ-Fe中的间隙固溶体,常用符号A表示。
它仍保持γ-Fe的面心立方晶格。
其溶碳能力较大,在727℃时溶碳为ωc=0.77%,1148℃时可溶碳2.11%。
奥氏体是在大于727℃高温下才能稳定存在的组织。
奥氏体塑性好,是绝大多数钢种在高温下进行压力加工时所要求的组织。
奥氏体是没有磁性的。
渗碳体渗碳体是铁与碳形成的金属化合物,其化学式为Fe3C。
渗碳体的含碳量为ωc=6.69%,熔点为1227℃。
其晶格为复杂的正交晶格,硬度很高HBW=800,塑性、韧性几乎为零,脆性很大。
在铁碳合金中有不同形态的渗碳体,其数量、形态与分布对铁碳合金的性能有直接影响。
珠光体珠光体是奥氏体发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体。
其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相物,也称片装珠光体。
用符号P表示,含碳量为ωc =0.77%。
其力学性能介于铁素体与渗碳体之间,决定于珠光体片层间距,即一层铁素体与一层渗碳体厚度和的平均值。
莱氏体莱氏体是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体,其含碳量为ωc=4.3%。
当温度高于727℃时,莱氏体由奥氏体和渗碳体组成,用符号Ld表示。
在低于727℃时,莱氏体是由珠光体和渗碳体组成,用符号Ld’表示,称为变态莱氏体。
因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体,所以硬度高,塑性很差。
马氏体分级淬火是将奥氏体化工件先浸入温度稍高或稍低于钢的马氏体点的液态介质(盐浴或碱浴)中,保持适当的时间,待钢件的内、外层都达到介质温度后取出空冷,以获得马氏体组织的淬火工艺,也称分级淬火。
分级淬火由于在分级温度停留到工件内外温度一致后空冷,所以能有效地减少相变应力和热应力,减少淬火变形和开裂倾向。
分级淬火适用于对于变形要求高的合金钢和高合金钢工件,也可用于截面尺寸不大、形状复杂地碳素钢工件。
马氏体 奥氏体 珠光体 贝氏体 的区别
马氏体奥氏体珠光体贝氏体马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称。
马氏体(M)是碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体,是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相。
其比容大于奥氏体、珠光体等组织,这是产生淬火应力,导致变形开裂的主要原因。
马氏体最初是在钢(中、高碳钢)中发现的:将钢加热到一定温度(形成奥氏体)奥氏体(austenite)A、γ是晶体结构:面心立方(fcc)。
是碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体。
奥氏体是一种塑性很好,强度较低的固溶体,具有一定韧性。
不具有铁磁性。
因此,分辨奥氏体不锈钢刀具(常见的18-8型不锈钢)的方法之一就是用磁铁来看刀具是否具有磁性。
古代铁匠打铁时烧红的铁块即处于奥氏体状态。
另外,奥氏体因为是面心立方,四面体间隙较大,可以容纳更多的碳。
珠光体 pearlite 珠光体是奥氏体(奥氏体是碳溶解在γ-Fe中的间隙固溶体)发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体。
得名自其珍珠般(pearl-like)的光泽。
其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相物,也称片状珠光体。
用符号P表示,含碳量为ωc=0.77%。
在珠光体中铁素体占88%,渗碳体占12%,由于铁素体的数量大大多于渗碳体,所以铁素体层片要比渗碳体厚得多.在球化退火条件下,珠光体中的渗碳休也可呈粒状,这样的珠光体称为粒状珠光体。
珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间,强韧性较好.其抗拉强度为750 ~900MPa,180 ~280HBS,伸长率为20 ~25%,冲击功为24 ~32J.力学性能介于铁素体与渗碳体之间,强度较高,硬度适中,塑性和韧性较好。
铁素体(ferrite,缩写:FN,用F表示)即α-Fe和以它为基础的固溶体,具有体心立方点阵。
亚共析成分的奥氏体通过先共析析出形成铁素体。
在碳钢和低合金钢的热轧(正火)和退火组织中,铁素体是主要组成相;室温下的铁素体的机械性能和纯铁相近。
铁素体的强度、硬度不高,但具有良好的塑性与韧性。
奥氏体珠光体铁素体贝氏体马氏体
奥氏体珠光体铁素体贝氏体马氏体结构奥氏体的面心立方点阵具有多个滑移系,使其容易塑性变形,牛产中利用上述性质进行钢的热变形。
又因面心立方点阵是一种最密排的点阵结构,致密度高,所以奥氏体的比热容最小,奥氏体在与其他组织发生相互转变时,会产生体积变化,引起残余内应力和一系列的相变。
密排六方、面心立方致密度0.74,体心致密度0.68,性能奥氏体的面心立方结构使其具有良好的塑性、低的屈服强度和硬度。
奥氏体中铁原子激活能大,扩散系数小,因此奥氏体钢的热强性好。
线膨胀系数大导热性能差奥氏体晶粒度实际生产中习惯用晶粒度来表示奥氏体晶粒大小。
奥氏体晶粒通常分为8级标准评定,1级最粗,8级最纫,超过8级以上者称为超细晶粒。
晶粒度级别N与晶粒大小的关系为:式中,n为放大100倍的视野中每平方英寸(6.45cm2)所含的平均奥氏体晶粒数目。
奥氏体晶粒越细小爪就越大,N也就越大。
1.起始晶粒度:起始晶粒度是指在临界温度以上,奥氏体形成刚刚完成,其晶粒边界刚刚相互接触时的品粒大小,取决于奥氏体的形核率N和长大速度G。
2.实际晶粒度:实际生产中,各式各样热处理工艺处理后得到的奥氏体晶粒大小。
3.本质晶粒度:钢在规定加热条件下奥氏体晶粒长大的倾向性。
1-4级为本质细晶粒,5-8为本质粗晶粒。
种类颗粒状奥氏体:奥氏体的组织形态与原始组织、加热速度、加热转变的程度有关,一般由多边形等轴晶粒组成,这种形态也称为颗粒状,在晶粒内部经常可以看到相变孪品。
针状奥氏体:非平衡态时低碳钢以适当的速度加热到(a十r)两相区可得到针状奥氏体。
一般热处理手册上列出的实际临界点数据,多是在30-50度/小时的加热或冷却速度下测定的。
奥氏体等温形成动力学曲线时间-温度-奥氏体化图,简称TTA图奥氏体等温形成动力学油线指在一定温度下,奥氏体形成量与等温时间的关系曲线,常用金相法进行测定。
将一纽厚度为1—2MM的薄片共析碳钢试样,在盐浴中迅速加热至AC1点以上某一指定温度,保温不同时间后在盐水中急冷至室温,然后制取金相试样进行观察。
金相组织解析
金相组织解析时间:2009-12-0119:36:11来源:作者:点击:247次金相组织,用金相方法观察到的金属及合金的内部组织.可以分为:1.宏观组织.2.显微组织.金相即金相学,就是研究金属或合金内部结构的科学。
不仅如此,它还研究当外界条件或内在因素改变时,对金属或合金内部结构的影响。
所谓外部条件就是指温度、加工变形、浇注情况等。
所谓内在因素主要指金属或合金的化学成分。
金相组织是反映金属金相的具体形态,如马氏体,奥氏体,铁素体,珠光体等等。
1.奥氏体-碳与合金元素溶解在γ-fe中的固溶体,仍保持γ-fe的面心立方晶格。
晶界比较直,呈规则多边形;淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处2.铁素体-碳与合金元素溶解在α-fe中的固溶体。
亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状,晶界比较圆滑,当碳含量接近共析成分时,铁素体沿晶粒边界析出。
3.渗碳体-碳与铁形成的一种化合物。
在液态铁碳合金中,首先单独结晶的渗碳体(一次渗碳体)为块状,角不尖锐,共晶渗碳体呈骨骼状。
过共析钢冷却时沿acm线析出的碳化物(二次渗碳体)呈网结状,共析渗碳体呈片状。
铁碳合金冷却到ar1以下时,由铁素体中析出渗碳体(三次渗碳体),在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状。
4.珠光体-铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物。
珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。
过冷度越大,所形成的珠光体片间距离越小。
在a1~650℃形成的珠光体片层较厚,在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体,称为粗珠光体、片状珠光体,简称珠光体。
在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍,从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线(读者注:1μm左右),只有放大1000倍才能分辨的片层,称为索氏体(读者注:0.5μm左右,几百纳米)。
在600~550℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍,不能分辨珠光体片层,仅看到黑色的球团状组织,只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体(读者注:0.1μm以下,几十纳米)。
奥氏体马氏体贝氏体珠光体相互转变
奥氏体马氏体贝氏体珠光体相互转变1. 前言嘿,朋友们,今天咱们聊聊钢铁背后的那些小秘密。
你知道吗?钢铁可不是简单的铁和碳的结合,它里面还有着各种神秘的相变,比如奥氏体、马氏体、贝氏体和珠光体。
听起来是不是有点高深?别担心,咱们慢慢来,确保你能听得懂,而且绝对不无聊!就像咱们喝茶聊天一样,轻轻松松地了解这些术语。
2. 这些“家伙”都是什么?2.1 奥氏体:那个“柔情”的家伙首先,咱们得聊聊奥氏体。
这个家伙在高温下出现,感觉就像是一位温柔的绅士,性格稳重,容易成型。
奥氏体的结构可是相当独特,能够容纳很多碳原子,像个大怀抱,让钢铁变得更加韧性十足。
可是,别让它的外表迷了眼,虽然看起来温柔,但当温度降低时,它就会“变脸”,开始发生转变。
2.2 马氏体:翻脸不认人说到马氏体,你可得小心了!一旦奥氏体冷却得太快,它就会变成马氏体,这时候就像一个不讲理的“暴脾气”家伙,硬得让人无法亲近。
马氏体的结构更为紧密,所以强度大得惊人。
就像是把豆腐放在冰箱里,它的口感就变得又硬又脆,简直是“豆腐渣”里的“精华”!3. 贝氏体和珠光体:微妙的平衡3.1 贝氏体:温文尔雅的中间者接下来,让我们看看贝氏体。
它就像一个懂得“柔和”的家伙,既不是马氏体的刚硬,也不是奥氏体的温柔,而是一种平衡的存在。
贝氏体在温度适中的时候形成,既有一定的韧性,又有适度的硬度。
它就像是在给你一个温暖的拥抱,让你感受到钢铁的温情。
3.2 珠光体:千变万化的艺术家最后,我们要提到珠光体。
这个家伙的名字听起来就像是艺术品,它的结构是由奥氏体在较低温度下转变而来,形成了层状的结构,简直像是大海中的贝壳,闪着柔和的光。
珠光体的强度和韧性都不错,适合各种用途,就像一位多才多艺的艺术家,能应对各种舞台。
4. 相互转变的“舞蹈”现在,咱们来聊聊这些“家伙”之间的相互转变。
其实,它们就像是一个钢铁的舞会,各自都有自己的舞步。
你想想,奥氏体在高温下优雅地转身,突然就遇到冷却,马上变身为马氏体,像极了那些一瞬间变得“冰冷”的人。
珠光体及马氏体组织形态观察
珠光体及马氏体组织形态观察珠光体及马氏体组织形态观察一、实验目的与要求1.熟悉常见的各种珠光体组织,加深对珠光体转变的认识,观察马氏体基本组织形态。
2.讨论转变温度对珠光体形态及性能的影响3. 研究钢的碳含量及奥氏体化温度对钢中马氏体形态的影响二、实验设备1. 金相显微镜2. 观察用的样品一套三、实验原理一)珠光体组织珠光体组织通常有两种:片状组织与球状组织1.片状珠光体是由一层铁素体和一层渗碳体交替紧密堆积而成,因热处理工艺的不同其粗细(片间距)不同,转变温度越低,片间距越小,片间距在1500~4500?的粗片状珠光体,简称珠光体;片间距在800~1500?的细状珠光体,又叫索氏体(S);片间距在300~800?的极细珠光体,又叫曲氏体(T)。
2. 球状珠光体的金相形貌是在等轴状的铁素体基体上分布着颗粒状的渗碳体,通过专门的球化工艺得到,韧性比片状珠光体好。
3. 在珠光体转变前,可能会发生先共析铁素体或先共析渗碳体的析出,若出现呈针片状的先共析相,则形成魏氏体组织。
二)马氏体组织钢淬火得到马氏体组织,马氏体组织有两种:板条状和片状1. 板条状马氏体的立体形态为细长的板条,在显微镜下的组织是:一个原始奥氏体晶粒可以包含几个位向不同的板条束(群)(一般为3~5个),每个板条束由位向几乎相同的许多板条组成。
马氏体板条束内的条与条之间以高密度位错组成小角度晶界,而束与束之间为大角度晶界。
板条束的大小随奥氏体晶粒增大而增大,但板条单元的宽度几乎不变,并且一个奥氏体晶粒内的马氏体束的束数大体不变。
板条马氏体是低碳钢中马氏体的典型形态,亚结构为位错。
2. 片状马氏体是高碳钢(高碳合金钢)中马氏体的典型形态。
其立体形态上凸透镜状,因与试样磨面相截在显微镜下呈现为针状或竹叶状,故又叫针状或竹叶状马氏体。
片间互不平行而呈一定交角。
在一个成分均匀的奥氏体晶粒内,先形成的第一片马氏体将贯穿整个奥氏体晶粒,从而将奥氏体晶粒分割为两半,后形成的片状马氏体大小受到限制,因此大小不一,片间组织为残余奥氏体。
奥氏体马氏体的介绍
奥氏体马氏体的介绍奥氏体是钢铁的一种层片状的显微组织,马氏体是黑色金属材料的一种组织名称。
1、组成成分奥氏体一般由等轴状的多边形晶粒组成,晶粒内有挛晶。
马氏体组织有两种类型。
中低碳钢淬火获得板条状马氏体,板条状马氏体是由许多束尺寸大致相同,近似平行排列的细板条组成的组织,各束板条之间角度比较大;高碳钢淬火获得针状马氏体,针状马氏体呈竹叶或凸透镜状,针叶一般限制在原奥氏体晶粒之内,针叶之间互成60°或120。
角。
2、物理特性奥氏体塑性很好,强度较低,具有一定韧性,不具有铁磁性。
板条状马氏体有很高的强度和硬度,较好的韧性,能承受一定程度的冷加工;针状马氏体又硬又脆,无塑性变形能力。
3、应用不同马氏体不锈钢能在退火、和硬化与回火的状态下焊接,无论钢材的原先状态如何,经过焊接后都会在邻近焊道处产生一硬化的马氏体区,热影响区的硬度主要是取决于母材金属的碳含量,当硬度增加时,则韧性减少,且此区域变成较易产生龟裂、预热和控制层间温度,是避免龟裂的最有效方法,为得最佳的性质,需焊后热处理。
奥氏体不锈钢是不锈钢类中钢种最多、使用量最大的一种(约占整个不锈钢产量的65~70%)。
最常用的奥氏体不锈钢是Fe-Cr-Ni系合金(即美国的AISI3OO系);Fe-Cr-Ni-Mn 系(即美国AISI200系);特殊奥氏体不锈钢等三种。
扩展资料:马氏体的形态:板条状马氏体是低碳钢,马氏体时效钢,不锈钢等铁系合金形成的一种典型的马氏体组织,因其单元立体形状为板条状,故称板条状马氏体。
由于它的亚结构主要是由高密度的位错组成,所以又称位错马氏体。
片状马氏体则常见于高,中碳钢,每个马氏体晶体的厚度与径向尺寸相比很小其断面形状呈针片状,故称片状马氏体或针状马氏体.由于其亚结构主要为细小挛晶,所以又称为挛晶马氏体。
奥氏体的形成:共析钢奥氏体冷却到临界点A1以下温度时,存在共析反应:A -- F+Fe3C o加热时发生逆共析反应:F+Fe3C ------- A o逆共析转变是高温下进行的扩散性相变,转变的全过程可以分为四个阶段,即:奥氏体形核,奥氏体晶核长大,剩余渗碳体溶解,奥氏体成分相对均匀化。
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1奥氏体——碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体,仍保持γ-Fe的面心立方晶格。
晶界比较直,呈规则多边形;淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处
2铁素体——碳与合金元素溶解在a-Fe中的固溶体。
亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状,晶界比较圆滑,当碳含量接近共析成分时,铁素体沿晶粒边界析出。
3渗碳体——碳与铁形成的一种化合物。
在液态铁碳合金中,首先单独结晶的渗碳体(一次渗碳体)为块状,角不尖锐,共晶渗碳体呈骨骼状。
过共析钢冷却时沿Acm线析出的碳化物(二次渗碳体)呈网结状,共析渗碳体呈片状。
铁碳合金冷却到Ar1以下时,由铁素体中析出渗碳体(三次渗碳体),在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状。
4珠光体——铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物。
珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。
过冷度越大,所形成的珠光体片间距离越小。
在A1~650℃形成的珠光体片层较厚,在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体,称为粗珠光体、片状珠光体,简称珠光体。
在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍,从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线,只有放大1000倍才能分辨的片层,称为索氏体。
在600~550℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍,不能分辨珠光体片层,仅看到黑色的球团状组织,只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体。
5上贝氏体——过饱和针状铁素体和渗碳体的混合物,渗碳体在铁素体针间。
过冷奥氏体在中温(约350~550℃)的相变产物,其典型形态是一束大致平行位向差为6~8od 铁素体板条,并在各板条间分布着沿板条长轴方向排列的碳化物短棒或小片;典型上贝氏体呈羽毛状,晶界为对称轴,由于方位不同,羽毛可对称或不对称,铁素体羽毛可呈针状、点状、块状。
若是高碳高合金钢,看不清针状羽毛;中碳中合金钢,针状羽毛较清楚;低碳低合金钢,羽毛很清楚,针粗。
转变时先在晶界处形成上贝氏体,往晶内长大,不穿晶。
6下贝氏体——同上,但渗碳体在铁素体针内。
过冷奥氏体在350℃~Ms的转变产物。
其典型形态是双凸透镜状含过饱和碳的铁素体,并在其内分布着单方向排列的碳化物小薄片;在晶内呈针状,针叶不交叉,但可交接。
与回火马氏体不同,马氏体有层次之分,下贝氏体则颜色一致,下贝氏体的碳化物质点比回火马氏体粗,易受侵蚀变黑,回火马氏体颜色较浅,不易受侵蚀。
高碳高合金钢的碳化物分散度比低碳低合金钢高,针叶比低碳低合金钢细。
7粒状贝氏体——大块状或条状的铁素体内分布着众多小岛的复相组织。
过冷奥氏体在贝氏体转变温度区的最上部的转变产物。
刚形成时是由条状铁素体合并而成的块状铁素体和小岛状富碳奥氏体组成,富碳奥氏体在随后的冷却过程中,可能全部保留成为残余奥氏体;也可能部分或全部分解为铁素体和渗碳体的混合物(珠光体或贝氏体);最可能部分转变为马氏体,部分保留下来而形成两相混合物,称为M-A组织。
8回火马氏体——马氏体分解得到极细的过渡型碳化物与过饱和(含碳较低)的a-相混合组织它由马氏体在150~250℃时回火形成。
这种组织极易受腐蚀,光学显微镜下呈暗黑色针状组织(保持淬火马氏体位向),与下贝氏体很相似,只有在高倍电子显微镜下才能看到极细小的碳化物质点。
9回火屈氏体——碳化物和a-相的混合物。
它由马氏体在350~500℃时中温回火形成。
其组织特征是铁素体基体内分布着极细小的粒状碳化物,针状形态已逐渐消失,但仍隐约可见,碳化物在光学显微镜下不能分辨,仅观察到暗黑的组织,在电镜下才能清晰分辨两相,可看出碳化物颗粒已明显长大。
10回火索氏体——以铁素体为基体,基体上分布着均匀碳化物颗粒。
它由马氏体在500~650℃时高温回火形成。
其组织特征是由等轴状铁素体和细粒状碳化物构成的复相组织,马氏体片的痕迹已消失,渗碳体的外形已较清晰,但在光镜下也难分辨,在电镜下可看到的渗碳体颗粒较大。
11魏氏组织——如果奥氏体晶粒比较粗大,冷却速度又比较适宜,先共析相有可能呈针状(片状)形态与片状珠光体混合存在,称为魏氏组织。
亚共析钢中魏氏组织的铁素体的形态有片状、羽毛状或三角形,粗大铁素体呈平行或三角形分布。
它出现在奥氏体晶界,同时向晶内生长。
过共析钢中魏氏组织渗碳体的形态有针状或杆状,它出现在奥氏体晶粒的内部。
--来自金相吧。