珠光体课件
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热处理工艺学课件-第03章珠光体转变
珠光体的晶体结构
渗碳体呈短棒状或颗 粒状，其晶体结构为 复杂的正交结构。
渗碳体和铁素体间 以特定的晶体学关系 相间排列，形成层状 结构。
铁素体呈长条状，其 晶体结构为体心立方 结构。
珠光体的特性
珠光体组织具有较高的强度和硬 度，因此钢的强度和硬度主要取 决于珠光体组织的数量和形态。
珠光体的层状结构使其具有良好 的塑性和韧性，有利于钢的切削
04
珠光体转变的影响因素
合金元素的影响
合金元素对珠光体转变的影响主要体现在改变奥氏体的稳定性，从而影响珠光体的 形核和长大过程。
例如，一些合金元素（如铬、镍、锰等）能够提高奥氏体的稳定性，使珠光体转变 温度升高，转变孕育期延长。
另外一些合金元素（如钨、钼、钒等）则降低奥氏体的稳定性，使珠光体转变温度 降低，转变速度加快。
石油化工
在石油化工行业中，许多设备和管 道都需要能够承受高温和腐蚀的金 属材料，珠光体转变能够提高金属 材料的耐腐蚀性和强度。
珠光体转变在材料科学研究中的应用
相变动力学
计算材料学
珠光体转变是材料科学中的重要相变 过程，研究珠光体转变的相变动力学 有助于深入了解材料的性能和行为。
利用计算机模拟珠光体转变的过程， 可以预测材料的性能，为新材料的开 发提供指导。
在转变完成后，冷却速率对珠光体的形貌和晶体学取向也有影响。在缓 慢冷却条件下，珠光体容易形成片层较厚、晶体学取向较差的组织。
05
珠光体转变的研究进展
新型珠光体转变的研究
新型珠光体转变的发现
近年来，随着材料科学的发展，人们发现了新型珠光体转变，这 种转变具有不同于传统珠光体转变的特点和机理。
新型珠光体转变的特性
合金设计
珠光体转变PPT课件
“派敦（登）处理”
T12球化退火组织
•4
2.粒状P： Fe3C颗粒的大小及分布 颗粒越小相界面硬度、强度 3.比较：①成分一定 HB、s 球P<片P 塑性 球P片P （F连续分布） ②强度相同：疲劳极限 球P片P ③球P在淬火时的变形开裂倾向小；
§4-2 珠光体转变机制
一、一般概述 二、珠光体的领先相 三、片状珠光体的形成 四、粒状珠光体的形成
重点： 1.掌握珠光体的组织形态与晶体结构； 2.掌握珠光体的形成机理； 3.掌握珠光体的力学性能； 4.掌握先共析转变； 难点： 1.珠光体（片状和粒状）的形成机理； 2.先共析产物的形成机理。
•1
T、转变温度降低驱动力、Fe、C原子活动能力
高温转变 Fe、C充分扩散 P 中温转变 C能扩散、 Fe不能 B 低温转变 Fe、C均不能扩散 M
F析出CA/F抑制F的长大析出碳化物CA/F
温度范围：Ａ１点以下，Ｂ转变温度以上----含有Ｎｂ、Ｖ元素的合金钢中
•30
转变温度低，Ｃ及合金元素可能扩散的距离很小，加之钢中c，单位体 积内可提供的Ｃ原子数量很少从Ａ中在晶界上析出的特殊碳化物只能呈细
小粒状分布。
碳化物是在A/F界面上形核与Ｆ保持共格或半共格关系并在Ｆ中长大
F和Fe3C向A晶粒内部纵向长大
•11
3、P的分枝形成机制
P只是以纵向长大的方式进行，至于横向的展宽，并不是通 过横向重复形核，而是以分岔的方式进行。
Fe3C晶核纵向长大不断分枝 F在枝间形成
片织
T12钢退火组织
•13
四、粒状P的形成
1.过冷A直接分解形成粒状P 2.由片状P球化而成 3.淬火组织回火
强碳化物形成元素 右移----溶入A中 左移----未溶碳化物
T12球化退火组织
•4
2.粒状P： Fe3C颗粒的大小及分布 颗粒越小相界面硬度、强度 3.比较：①成分一定 HB、s 球P<片P 塑性 球P片P （F连续分布） ②强度相同：疲劳极限 球P片P ③球P在淬火时的变形开裂倾向小；
§4-2 珠光体转变机制
一、一般概述 二、珠光体的领先相 三、片状珠光体的形成 四、粒状珠光体的形成
重点： 1.掌握珠光体的组织形态与晶体结构； 2.掌握珠光体的形成机理； 3.掌握珠光体的力学性能； 4.掌握先共析转变； 难点： 1.珠光体（片状和粒状）的形成机理； 2.先共析产物的形成机理。
•1
T、转变温度降低驱动力、Fe、C原子活动能力
高温转变 Fe、C充分扩散 P 中温转变 C能扩散、 Fe不能 B 低温转变 Fe、C均不能扩散 M
F析出CA/F抑制F的长大析出碳化物CA/F
温度范围：Ａ１点以下，Ｂ转变温度以上----含有Ｎｂ、Ｖ元素的合金钢中
•30
转变温度低，Ｃ及合金元素可能扩散的距离很小，加之钢中c，单位体 积内可提供的Ｃ原子数量很少从Ａ中在晶界上析出的特殊碳化物只能呈细
小粒状分布。
碳化物是在A/F界面上形核与Ｆ保持共格或半共格关系并在Ｆ中长大
F和Fe3C向A晶粒内部纵向长大
•11
3、P的分枝形成机制
P只是以纵向长大的方式进行，至于横向的展宽，并不是通 过横向重复形核，而是以分岔的方式进行。
Fe3C晶核纵向长大不断分枝 F在枝间形成
片织
T12钢退火组织
•13
四、粒状P的形成
1.过冷A直接分解形成粒状P 2.由片状P球化而成 3.淬火组织回火
强碳化物形成元素 右移----溶入A中 左移----未溶碳化物
热处理课件 第三章 钢的珠光体转变
二、珠光体的机械性能
图3-5 共析碳素钢的珠光体形成温度 对片层间距和团直径的影响
图3-6 共析碳素钢珠光体团的直径和 片层间距对断裂强度的影响
图3-7 共析碳素钢珠光体团的直径和 片层间距对断面收缩率的影响
珠光体团直径和片层间距越小，强度、硬度越高， 塑性也越好。
图3-8 共析碳素钢不同组织的应力-应变图
第三章 钢的珠光体转变
§3-1 珠光体的组织形态与性能特点
一、珠光体的组织形态 γ → P (α + Fe3C)
面心立方 体心立方 复杂斜方 0.77%C 0.0218%C 6.69%C 根据在铁素体基体上分布的渗碳体形状，珠光体 可分为片状珠光体和粒状珠光体。
图3-1 共析碳钢(0.8%C,0.76%Mn)的C曲线
(1) 珠光体：在A1~650℃范围内形成，层片较粗， 片层间距平均大于0.3μm，在放大400倍以上的光学 显微镜下便可分辨出层片；
(2) 索氏体：在650~600℃范围内形成，层片比 较细，片层间距平均为0.1~0.3μm，在大于1000倍的 光学显微镜下可分辨出层片；
(3) 屈氏体：在600~550℃范围内形成，层片很 细，片层间距平均小于0.1μm，即使在高倍光学显微 镜下也无法分辨出片层，只有在电子显微镜下才能 分辨开层片。
1-片状珠光体 2-粒状珠光体
在退火状态下，对于相同含碳量的钢料，粒状珠 光体的强度、硬度比片状珠光体低，塑性、切削加工 性和淬火工艺性等比片状珠光体好。
§3-2 珠光体转变的机理
γ → P (α + Fe3C) 面心立方 体心立方 复杂斜方 0.77%C 0.0218%C 6.69%C
一、珠光体的形核
图3-9 片状珠光体形核与长大过程示意图
材料科学基础PPT 第三章 珠光体转变
层片状珠光体示意图
3.1 珠光体的组织特征
根据片层间距大小的不同，可将珠光体分为三种。 根据片层间距大小的不同，可将珠光体分为三种。
3.1珠光体的组织特征
片间距取决于珠光体的形成温度。形成温度越低， 片间距取决于珠光体的形成温度。形成温度越低，片间距 越小，其过冷度与片间距的经验公式为： 越小，其过冷度与片间距的经验公式为：
3.3 珠光体动力学
珠光体转变也是形核和长大过程，转变速度也取决于形核 珠光体转变也是形核和长大过程，转变速度也取决于形核 形核 过程 长大速度。 率和长大速度。 与转变温度T的关系 （1）形核率 与转变温度 的关系 ）形核率I与转变温度 在均匀形核时： 在均匀形核时：
I = C ⋅ exp( − Q +W Q W ) = C1 exp( − ) ⋅ C 2 exp( − ) kT kT kT
转变速度↑ 转变速度
共析钢的过冷奥氏体最稳定
珠光体动力学
（2）合金元素的影响 ）
以外， 曲线右移； 除Co以外，所有常用合金元素使钢的 以外 所有常用合金元素使钢的TTT 曲线右移； 以外， 除Ni、Mn以外，常用合金元素使鼻尖温度移向高温。 、 以外 常用合金元素使鼻尖温度移向高温。
合金元素的影响机制 ① 合金元素自扩散的影响 一般认为，当转变温度较高以及合金元素含量较高时， 一般认为，当转变温度较高以及合金元素含量较高时， 转变一开始就能形成特殊碳化物（ 转变一开始就能形成特殊碳化物（即使仍形成渗碳体型碳 化物，也是溶有合金元素的合金渗碳体）， ），即合金元素在 化物，也是溶有合金元素的合金渗碳体），即合金元素在 转变一开始就通过扩散进行了再分配， 转变一开始就通过扩散进行了再分配，而合金元素的扩散 系数远远小于碳的扩散系数， 系数远远小于碳的扩散系数，使珠光体的转变速度大大减 慢。
热处理工艺学珠光体转变
5
§3-2 珠光体形成机制
珠光体形成的热力学
转变驱动力：自由焓差
转变条件：GP<GA 片状珠光体的形成机制
领先相：亚共析钢－铁素体；过共析钢－ 渗碳体；共析钢－铁素体或渗碳体
无论哪一相领先，有未溶渗碳体存在时， 促进P形成，铁素体的存在影响不大
课件
6
片状珠光体形成机制
课件
7
共析成分奥氏体在700℃等温转变过程
第三章 珠光体转变
课件
1
前言
A在低温下为不稳定组织，当钢冷时，先沿GS、 ES析出先共析铁素体和先共析渗碳体，同时A 成分向共析成分靠拢，在低于A1时，发生共析 转变
冷速不同，过冷度不同，Fe、C原子的活性不 同，转变机制不同
高温转变（缓冷）：珠光体转变
中温转变（中速）：贝氏体转变
低温转变（快速）：马氏体转变
奥氏体化温度较高，渗碳体充分溶解→保温时 间短，A不均匀→高碳区形成粒状渗碳体
课件
10
加热在A1以下的球化过程
胶态平衡理论－自发过程
第二相颗粒的溶解度（S）与 其曲率半径（r）有关
S1 r
C
C%↑ C%↓ C%↑
课件
11
晶体缺陷的影响
课件
12
§3-3 亚（过）共析钢的珠光体转变
亚（过）共析钢的珠光体转变类似于共 析钢的珠光体转变，不同之处在于： 先共析铁素体的析出 先共析渗碳体的析出 伪共析转变 重点：魏氏组织
T
|G
P
-G
A
|
S0
,
dC dx
I ,V
T D I ,V
τ↑→I很快饱和，饱和后降为0
τ对V无关， τ一定时，V一定
珠光体
第三章：概念：
1.珠光体：奥氏体发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体
2.珠光体团：片层方向大致相同的区域
3.片状珠光体：铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相物
4.球状珠光体：铁素体基体上分布着粒状渗碳体的组织
5.派登处理：使高碳钢获得细珠光体（索氏体）组织，再经过深度冷拔而获得高强度钢丝
6.魏氏组织：片（针）状铁素体或渗碳体加珠光体的组织（晶粒粗大，机械性能（尤其塑性和冲击性能）显著降低——钢的脆性转折温度升高；采用细化晶粒的正火、退火以及锻造等等。
）
考点：
1.珠光体形成机理：碳的扩散形成低碳F和高碳渗碳体，晶体点阵重构：面心立方得到体心立方和复杂斜方；形核：条件：能量、成分和结构起伏领先相渗碳体形状：小薄片（应变能小，表面积大，容易接受到碳原子）；
片状珠光体形成过程：横向长大是渗碳体片与铁素体片交替堆叠增多。
纵向长大是渗碳体片和铁素体片同时连续地向奥氏体中延伸；
粒状珠光体形成过程：
2.珠光体的力学性能：(1)片状珠光体：片层间距以及珠光体团直径减小，珠光体的强度、塑性均提高;
(2)粒状珠光体的力学性能:强度、硬度稍低于片状P，塑性较高(相界面较片状珠光体少,强度和硬度稍低;渗碳体呈粒状分散在连续的铁素体基体上，对位错运动的阻碍作用较小,使塑性提高；碳化物颗粒越细小，硬度和强度就越高；碳化物颗粒越接近等轴状，分布越均匀，韧性越好)
(3)铁素体加珠光体的机械性能:强度和韧性：珠光体量增加对钢的强度和韧性的作用增大。
屈服强度：主要取决于铁素体晶粒尺寸的大小,随珠光体量增加，铁素体晶粒尺寸大小对强度的影响减小。
第3章 新1-珠光体组织形态与晶体结构
珠光体转变与钢的退火和正火珠光体的组织形态与晶体结构311珠光体的组织形态312珠光体的晶体结构珠光体转变扩散型相变珠光体转变在热处理过程的重要性本章内容前言珠光体的组织
第3章 珠光体转变与钢 的退火和正火
第1节 珠光体的组织形态与晶体结构
3.1.1 珠光体的组织形态 3.1.2 珠光体的晶体结构
前言 珠光体转变 扩散型相变 珠光体转变在热处理过程的重要性 本章内容
一. 珠光体的组织形态和晶体学
珠光体；索氏体；贝氏体；球化体
珠光体
托氏温度为 600℃，片层较薄. ℃ 片层较薄
电镜形貌
800-1000倍光镜 倍光镜 下可辨， 下可辨，用符号 S 表示。 表示。
光镜形貌
托氏体 形成温度为600-550℃，片层极薄，电镜下可辨， ℃ 片层极薄，电镜下可辨， 形成温度为 用符号T 表示。 用符号 表示。
一. 珠光体的组织形态和晶体学
(一). 珠光体的组织： 一 珠光体的组织： 定义：片层相间的铁素体和渗碳体（7:1） 定义：片层相间的铁素体和渗碳体（ ） 形成条件（ 形成条件（A1-200——A1） 光泽（渗碳体衍射光栅） 光泽（渗碳体衍射光栅） 珠光体团；珠光体领域（ 与 取向基本相同） 珠光体团；珠光体领域（F与Fe3C取向基本相同） 取向基本相同
End
一. 珠光体的组织形态和晶体学
珠光体团；珠光体区域
珠光体团
三维珠光体如同放在水中的包心菜
光镜下形貌
电镜下形貌
一. 珠光体的组织形态和晶体学
片层间距S0决定P机械性能
C S0 = ∆T
一. 珠光体的组织形态和晶体学
4σVmTc S= ∆H∆T
1）S随转变温度降 ） 随转变温度降 低而减小。 低而减小。 2）S倒数与过冷度 ） 倒数与过冷度 呈线性关系。 呈线性关系。 3）S细小程度受驱 ） 细小程度受驱 动力的限制。 动力的限制。
第3章 珠光体转变与钢 的退火和正火
第1节 珠光体的组织形态与晶体结构
3.1.1 珠光体的组织形态 3.1.2 珠光体的晶体结构
前言 珠光体转变 扩散型相变 珠光体转变在热处理过程的重要性 本章内容
一. 珠光体的组织形态和晶体学
珠光体；索氏体；贝氏体；球化体
珠光体
托氏温度为 600℃，片层较薄. ℃ 片层较薄
电镜形貌
800-1000倍光镜 倍光镜 下可辨， 下可辨，用符号 S 表示。 表示。
光镜形貌
托氏体 形成温度为600-550℃，片层极薄，电镜下可辨， ℃ 片层极薄，电镜下可辨， 形成温度为 用符号T 表示。 用符号 表示。
一. 珠光体的组织形态和晶体学
(一). 珠光体的组织： 一 珠光体的组织： 定义：片层相间的铁素体和渗碳体（7:1） 定义：片层相间的铁素体和渗碳体（ ） 形成条件（ 形成条件（A1-200——A1） 光泽（渗碳体衍射光栅） 光泽（渗碳体衍射光栅） 珠光体团；珠光体领域（ 与 取向基本相同） 珠光体团；珠光体领域（F与Fe3C取向基本相同） 取向基本相同
End
一. 珠光体的组织形态和晶体学
珠光体团；珠光体区域
珠光体团
三维珠光体如同放在水中的包心菜
光镜下形貌
电镜下形貌
一. 珠光体的组织形态和晶体学
片层间距S0决定P机械性能
C S0 = ∆T
一. 珠光体的组织形态和晶体学
4σVmTc S= ∆H∆T
1）S随转变温度降 ） 随转变温度降 低而减小。 低而减小。 2）S倒数与过冷度 ） 倒数与过冷度 呈线性关系。 呈线性关系。 3）S细小程度受驱 ） 细小程度受驱 动力的限制。 动力的限制。
高等数学1 珠光体
高等数学1 珠光体【实用版】目录1.珠光体的定义与性质2.珠光体在高等数学 1 中的应用3.学习珠光体的重要性正文【一、珠光体的定义与性质】珠光体，又称珍珠光泽体，是指一种具有独特光泽和色彩效果的矿物或岩石。
珠光体主要由矿物质或岩石的微小颗粒组成，这些颗粒的尺寸一般在 0.1 至 10 微米之间。
当光线照射到珠光体表面时，会发生一系列复杂的光学现象，使得珠光体呈现出独特的光泽和色彩。
珠光体的性质主要表现在以下几个方面：1.珠光体具有优异的抗磨损性能，能够长时间保持其光泽和色彩。
2.珠光体具有良好的抗腐蚀性能，能够抵抗大部分化学物质的侵蚀。
3.珠光体具有较高的硬度，能够抵御外部物理损伤。
【二、珠光体在高等数学 1 中的应用】在高等数学 1 中，珠光体主要应用于以下两个方面：1.珠光体在微积分中的应用。
通过对珠光体的研究，可以帮助我们更好地理解微积分的概念和方法，提高我们的数学思维能力。
2.珠光体在概率论与数理统计中的应用。
通过对珠光体的研究，可以帮助我们更好地理解概率论与数理统计的基本概念和方法，提高我们的数据分析能力。
【三、学习珠光体的重要性】学习珠光体对于我们具有重要意义，主要表现在以下几个方面：1.提高我们的数学素养。
通过学习珠光体，我们可以加深对高等数学的理解，提高我们的数学素养。
2.培养我们的创新能力。
学习珠光体可以帮助我们开拓思维，培养我们的创新能力。
3.增强我们的实践能力。
学习珠光体可以帮助我们更好地理解实际问题，增强我们的实践能力。
综上所述，珠光体在高等数学 1 中具有重要的地位和作用。
十六珠光体PPT课件
凝固理论与固态相变
Solidification Theory and Phase Transformations in Solids
南京航空航天大学 材料科学与技术学院
缪强
第十六章 珠光体转变
前言
珠光体转变即加热钢在冷却过程中由奥氏体 向珠光体（α+Fe3C）的共析转变。
共析转变是一种典型的扩散型转变，其转变 产物为符合相图的平衡组织。共析转变在热处理 实践中极为重要，无论是金属材料还是陶瓷材料 都可以发生共析转变。因此，研究珠光体转变的 过程及其规律具有十分重要的意义。
光镜形貌
电镜形貌
第一节 珠光体的组织与晶体结构
⑶ 托氏体 形成温度为600~550℃，片层间距30~80nm ，电镜
下可辨，用符号T 表示。
电镜形貌
光镜形貌
第一节 珠光体的组织与晶体结构
珠光体、索氏 体、托氏体三种组 织并无本质区别， 只是形态上的粗细 之分，因此其界限 也是相对的。
第一节 珠光体的组织与晶体结构
片状珠光体的力学 性能主要取决与其片层 间距和珠光体团的直径 片间距越小，钢的强度、 硬度越高，而塑性和韧 性略有改善。
第一节 珠光体的组织与晶体结构
影响珠光体片层间距的因素
①温度（过冷度）：是影响的主要因素。冷却速度 越大，形成温度越低，过冷度增大，C在奥氏体 中的扩散能力减小，C扩散距离变小，只能形成 片层间距小的珠光体。 共析钢的片层间距S0与过 冷度ΔT之间的关系可用如下经验公式来表达：
第一节 珠光体的组织与晶体结构
二、珠光体的形态
按照渗碳体的形态，珠光体可分为： 片状珠光体 粒状珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
1、片状珠光体
由一层铁素体片和渗碳体片交替紧密堆砌而成 （质量分数：渗碳体占12%，铁素体88%） 。
Solidification Theory and Phase Transformations in Solids
南京航空航天大学 材料科学与技术学院
缪强
第十六章 珠光体转变
前言
珠光体转变即加热钢在冷却过程中由奥氏体 向珠光体（α+Fe3C）的共析转变。
共析转变是一种典型的扩散型转变，其转变 产物为符合相图的平衡组织。共析转变在热处理 实践中极为重要，无论是金属材料还是陶瓷材料 都可以发生共析转变。因此，研究珠光体转变的 过程及其规律具有十分重要的意义。
光镜形貌
电镜形貌
第一节 珠光体的组织与晶体结构
⑶ 托氏体 形成温度为600~550℃，片层间距30~80nm ，电镜
下可辨，用符号T 表示。
电镜形貌
光镜形貌
第一节 珠光体的组织与晶体结构
珠光体、索氏 体、托氏体三种组 织并无本质区别， 只是形态上的粗细 之分，因此其界限 也是相对的。
第一节 珠光体的组织与晶体结构
片状珠光体的力学 性能主要取决与其片层 间距和珠光体团的直径 片间距越小，钢的强度、 硬度越高，而塑性和韧 性略有改善。
第一节 珠光体的组织与晶体结构
影响珠光体片层间距的因素
①温度（过冷度）：是影响的主要因素。冷却速度 越大，形成温度越低，过冷度增大，C在奥氏体 中的扩散能力减小，C扩散距离变小，只能形成 片层间距小的珠光体。 共析钢的片层间距S0与过 冷度ΔT之间的关系可用如下经验公式来表达：
第一节 珠光体的组织与晶体结构
二、珠光体的形态
按照渗碳体的形态，珠光体可分为： 片状珠光体 粒状珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
1、片状珠光体
由一层铁素体片和渗碳体片交替紧密堆砌而成 （质量分数：渗碳体占12%，铁素体88%） 。
原理第6.1章 珠光体转变
第三章
珠光体转变
片状渗碳体断裂机制示意图
第三章
（a）伪共析转变
珠光体转变
亚（过）共析钢的珠光体转变
图5 伪共析转变的温度范围
第三章
珠光体转变
由图5可知，缓慢冷却时，亚共析钢自奥氏体区将沿 GS线析出先共析铁素 体。随着铁素体的析出，奥氏体的碳浓度逐渐向共析成分（S点） 接近，最后 具有共析成分的奥氏体在 A 1点以下转变为珠光体。过共析钢的情况与此类似， 只不过析出的先共析相为渗碳体。
第三章
珠光体转变
片状渗碳体球状化的主要原因是： 成分不均匀，存在高碳区和低碳区，直接在高碳区形成渗碳体晶核。 对于未熔渗碳体，已非片状或网状。第二相颗粒在基体中的溶解度与其曲 率半径有关。粒子的半径愈小，在母相中的溶解度越大。
获得粒状珠光体的关键：控制奥氏体化温度，在A1点以下较高温度范围内 缓冷。
第三章
珠光体转变
图1（a)共析碳钢片状珠光体
图1（b)T12A钢的粒状珠光体组织
第三章
珠光体转变
图2 片状珠光体片层间距和珠光体团示意图 研究指出:片层间距是一个统计平均值。片层间距大小主要取决于 珠光体的形成温度。在连续冷却条件下，冷却速度愈大，珠光体的形成 温度愈低，即过冷度愈大，则片层间距就愈小。
第三章
珠光体转变
粒状珠光体
一般是经过球化退火处理或淬火后再经过中、高温回火后获得的。 颗粒越细小，钢的强度及硬度越高；
碳化物越接近等轴状、分布越均匀，韧性越好；
粒状珠光体的塑性较片状的好，但硬度和强度稍低。
第三章
珠光体转变
珠光体形成时，珠光体与奥氏体之间存在一定的晶体学位向关系，使新相 和母相的原子在界面上能够较好地匹配。 珠光体形成时，其中铁素体与奥氏体的位向关系为 ： (110) // (112) ； (111) // (110) ； [112] // [110] [110] // [111] 亚共析钢中，先共析铁素体与奥氏体的位向关系为： 这两种位向关系不同，说明珠光体中铁素体与先共析铁素体具有不同的转
热处理原理及工艺珠光体转变教学课件
热处理原理及工艺 ( 5-6 )
热处理原理及工艺珠光体转变教学课件
钢的过冷奥氏体转变图 热处理原理及工艺珠光体转变教学课件
第四章 珠光体转变
➢ 过冷奥氏体在临界温度A1以下比较高的温度范围内进行的 转变，共析碳钢约在A1~500℃温度之间发生，又称高温转变。
A（0.77%C） → F(0.0218%C) + Fe3C(6.69%C) ➢ 珠光体 Pearlite （符号：P） F＋Fe3C 机械混合物 ➢典型的扩散型相变。
(面心立方)
（体心立方） （复杂单斜）
P 形成包含着两个过程，碳的扩散 + 晶体点阵重构。 （1）形核
条件：需要满足系统内的“结构起伏、成分起伏和能量起 伏”。
部位：多半产生在奥氏体的晶界上（晶界的交叉点更有利 于珠光体晶核形成），或其它晶体缺陷（如位错）比较密集的 区域。
热处理原理及工艺珠光体转变教学课件
当钢中加入合金元素时，碳化物形成元素的原子M可能取代 渗碳体中部分铁原子，形成(Fe，M)3C合金渗碳体，也可能 形成MC、M2C、M7C3、M23C6等合金碳化物。 P的组织形态仍然主要是片状珠光体和粒状珠光体两种。但 同时有一些特殊形态的P，如碳化物呈针状或纤维状的P。
•针状珠光体 当钢中含有一定数量的
来解释。
✓ 形成温度降低，碳的扩散速度减慢，碳原子难以作较大 距离的迁移，故只能形成片间距离较小的珠光体。
✓ 珠光体形成时，由于新的铁素体和渗碳体的相界面的形
成将使系统的界面能增加，片间距离越小，相界面面积越
大，界面能越高。增加的界面能由奥氏体与珠光体的自由
能之差来提供，过冷度越大，奥氏体与珠光体的自由能差
形成了各处曲率半径相近的球状渗碳体。
热处理原理及工艺珠光体转变教学课件
钢的过冷奥氏体转变图 热处理原理及工艺珠光体转变教学课件
第四章 珠光体转变
➢ 过冷奥氏体在临界温度A1以下比较高的温度范围内进行的 转变，共析碳钢约在A1~500℃温度之间发生，又称高温转变。
A（0.77%C） → F(0.0218%C) + Fe3C(6.69%C) ➢ 珠光体 Pearlite （符号：P） F＋Fe3C 机械混合物 ➢典型的扩散型相变。
(面心立方)
（体心立方） （复杂单斜）
P 形成包含着两个过程，碳的扩散 + 晶体点阵重构。 （1）形核
条件：需要满足系统内的“结构起伏、成分起伏和能量起 伏”。
部位：多半产生在奥氏体的晶界上（晶界的交叉点更有利 于珠光体晶核形成），或其它晶体缺陷（如位错）比较密集的 区域。
热处理原理及工艺珠光体转变教学课件
当钢中加入合金元素时，碳化物形成元素的原子M可能取代 渗碳体中部分铁原子，形成(Fe，M)3C合金渗碳体，也可能 形成MC、M2C、M7C3、M23C6等合金碳化物。 P的组织形态仍然主要是片状珠光体和粒状珠光体两种。但 同时有一些特殊形态的P，如碳化物呈针状或纤维状的P。
•针状珠光体 当钢中含有一定数量的
来解释。
✓ 形成温度降低，碳的扩散速度减慢，碳原子难以作较大 距离的迁移，故只能形成片间距离较小的珠光体。
✓ 珠光体形成时，由于新的铁素体和渗碳体的相界面的形
成将使系统的界面能增加，片间距离越小，相界面面积越
大，界面能越高。增加的界面能由奥氏体与珠光体的自由
能之差来提供，过冷度越大，奥氏体与珠光体的自由能差
形成了各处曲率半径相近的球状渗碳体。
热处理原理之珠光体转变ppt
转变温度范围窄
珠光体转变温度范围通常很窄，一般在50100℃之间。
转变产物具有中间相
珠光体转变产物为铁素体和渗碳体的两相 混合物，具有中间相的特点。
转变速度较慢
珠光体转变速度相对较慢，需要一定的时 间才能完成转变。
对材料性能影响显著
珠光体转变对材料性能影响显著，如强度 、硬度、韧性等。
02
珠光体转变的物理机制
04
温度对转变动力学的影响
温度升高，转变动力学曲线向右移动
05
06
转变开始和结束的温度提高
成分的影响
• 碳含量的影响 • 随着碳含量增加，珠光体转变的孕育期缩短，转变
速度增加 • 当碳含量达到一定值时，转变速度达到最大值，之
后逐渐降低 • 其他合金元素的影响 • 合金元素对珠光体转变的影响主要表现在对奥氏体
转变过程
在温度降低时，过饱和的奥 氏体分解为铁素体和碳化物 ，形成珠光体。
性能影响
不锈钢的珠光体转变对其机 械性能具有重要影响，如Байду номын сангаас 度、硬度、韧性等。
其他合金的珠光体转变
定义
其他合金的珠光体转变是合金在温 度降低时，基体与强化相的机械混 合物（珠光体）的形成过程。
组织形态
珠光体是由基体和强化相组成的层 状机械混合物，其层片状结构在光 学显微镜下呈黑白相间的珠光色。
热处理原理之珠光体转变 ppt
2023-10-29
目录
• 珠光体转变概述 • 珠光体转变的物理机制 • 珠光体转变的热力学条件 • 珠光体转变的工艺参数设计 • 珠光体转变的应用实例 • 珠光体转变的研究进展与展望
01
珠光体转变概述
珠光体转变的定义
珠光体转变是指钢在奥氏体化后，温度冷却到Ar1以下时，在 铁素体和渗碳体两相混合物中，进行等温转变或连续冷却转 变得到珠光体组织的过程。
珠光体转变温度范围通常很窄，一般在50100℃之间。
转变产物具有中间相
珠光体转变产物为铁素体和渗碳体的两相 混合物，具有中间相的特点。
转变速度较慢
珠光体转变速度相对较慢，需要一定的时 间才能完成转变。
对材料性能影响显著
珠光体转变对材料性能影响显著，如强度 、硬度、韧性等。
02
珠光体转变的物理机制
04
温度对转变动力学的影响
温度升高，转变动力学曲线向右移动
05
06
转变开始和结束的温度提高
成分的影响
• 碳含量的影响 • 随着碳含量增加，珠光体转变的孕育期缩短，转变
速度增加 • 当碳含量达到一定值时，转变速度达到最大值，之
后逐渐降低 • 其他合金元素的影响 • 合金元素对珠光体转变的影响主要表现在对奥氏体
转变过程
在温度降低时，过饱和的奥 氏体分解为铁素体和碳化物 ，形成珠光体。
性能影响
不锈钢的珠光体转变对其机 械性能具有重要影响，如Байду номын сангаас 度、硬度、韧性等。
其他合金的珠光体转变
定义
其他合金的珠光体转变是合金在温 度降低时，基体与强化相的机械混 合物（珠光体）的形成过程。
组织形态
珠光体是由基体和强化相组成的层 状机械混合物，其层片状结构在光 学显微镜下呈黑白相间的珠光色。
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2023-10-29
目录
• 珠光体转变概述 • 珠光体转变的物理机制 • 珠光体转变的热力学条件 • 珠光体转变的工艺参数设计 • 珠光体转变的应用实例 • 珠光体转变的研究进展与展望
01
珠光体转变概述
珠光体转变的定义
珠光体转变是指钢在奥氏体化后，温度冷却到Ar1以下时，在 铁素体和渗碳体两相混合物中，进行等温转变或连续冷却转 变得到珠光体组织的过程。
第3章 珠光体转变14
b) 过冷度大时，铁素体为领先相。
15
珠光体的长大过程
Fe3C薄片向纵向、横向长大，不断吸收周围碳原子 在FeC纵向长大(横向已不可能)，3F纵向长大、横向长大 Fe3 3C两侧或奥氏体晶界上贫碳区，形成F核 在同一位向交替形成F与Fe C，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
42
1.魏氏组织的形态和分布特征 1. 魏氏组织的形态和分布特征
定义：沿母相特定晶面析出的针状组织
魏氏组织的形态： 针状 1. 2. 沿特定晶面析出——有惯习面
按先共析相分： 魏氏组织渗碳体： 魏氏组织中的先共析渗碳体 魏氏组织铁素体： 魏氏组织中的先共析铁素体
43
按析出方式分： 一次魏氏组织： 从奥氏体中直接析出的针状先共 析渗碳体
35
片状先共析铁素体
36
2.过共析钢先共析渗碳体的析出
先共析渗碳体的形态有 粒状 、 网状 和 片状 三种。
奥氏体晶粒粗大
成分不均匀
网状或片 状铁素体
魏氏组 织渗碳 体
37Leabharlann 粒状先共析渗碳体38
网状先共析渗碳体
39
网状先共析渗碳体
40
片状先共析渗碳体
41
二、魏氏组织 1. 魏氏组织的形态和分布特征 2. 魏氏组织的形成条件 3. 魏氏组织的形成机制 4. 魏氏组织的力学性能
② 渗碳体θ则与不易长入的奥氏体γ1之间保持Pitsch关系，该 关系接近于：
(100) / /(111) , [010] / /[110] , [001] / /[112]
③ 一个珠光体团内的铁素体和渗碳体之间也存在着一定的 位相关系，即Pitsch-Ptech关系：
珠光体
珠光体是由奥氏体发生共析转变同时析出的，铁素体与渗碳体片层相间的组织，是铁碳合金中最基本的五种 组织之一。代号为P。是由发现者名字命名。
（珠光体组织呈指纹状，其中白色的基底为铁素体）
组成成分
形态
分类
珠光体 pearlite
珠光体其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替叠压的层状复相物，也称片状珠光体。用符号P表示，含碳量 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,珠光体中的渗碳体也可呈粒状,这样的珠光体称为粒状珠光体。
图为光学显微镜200倍下薄壁铸件基体.经3%硝酸酒精溶液浸蚀.可见磷共晶体,片状石墨,珠光体及少量铁素 体。
奥氏体化温度、转变前奥氏体晶粒大小，只影响珠光体团的大小，对片层间距无影响。片状珠光体根据片间 距的大小不同，可以分成珠光体、索氏体、托氏体三类。
一般所谓的片状珠光体是指在A1～650℃温度范围内形成的，在光学显微镜下能明显分辨出铁素体和渗碳体 层片状组织形态的珠光体，其片间距大约为150～450nm。
珠光体的综合力学性能比单独的铁素体或渗碳体都好。 珠光体的机械性能介于铁素体和渗碳体之间，强度、 硬度适中，并不脆，这是因为珠光体中的渗碳体量比铁素体量少得多的缘故。
加工过程
温度影响
其他因素
珠光体◆片状珠光体中相邻两片渗碳体（或铁素体）中心之间的距离称为珠光体的片间距。 ◆温度是影响片间距大小的一个主要因素。随着冷却速度增加，奥氏体转变温度的降低，也即过冷度不断增 大，转变所形成的珠光体的片间距不断减小。 ◆碳素钢和合金钢的珠光体片间距与形成温度之间的关系。当过冷度很小时有近似的线性关系，但总的来看 是非线性的。有些人碳素钢中珠光体的片间距与过冷度的关系处理为线性关系： 珠光体的片间距和过冷度关系如下： S0 = C /△T 其中：C =8.02×10 3(nm·K)； S0：珠光体的片间距(nm)； △T：过冷度，即珠光体转变温度与临界点A1之差。
（珠光体组织呈指纹状，其中白色的基底为铁素体）
组成成分
形态
分类
珠光体 pearlite
珠光体其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替叠压的层状复相物，也称片状珠光体。用符号P表示，含碳量 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,珠光体中的渗碳体也可呈粒状,这样的珠光体称为粒状珠光体。
图为光学显微镜200倍下薄壁铸件基体.经3%硝酸酒精溶液浸蚀.可见磷共晶体,片状石墨,珠光体及少量铁素 体。
奥氏体化温度、转变前奥氏体晶粒大小，只影响珠光体团的大小，对片层间距无影响。片状珠光体根据片间 距的大小不同，可以分成珠光体、索氏体、托氏体三类。
一般所谓的片状珠光体是指在A1～650℃温度范围内形成的，在光学显微镜下能明显分辨出铁素体和渗碳体 层片状组织形态的珠光体，其片间距大约为150～450nm。
珠光体的综合力学性能比单独的铁素体或渗碳体都好。 珠光体的机械性能介于铁素体和渗碳体之间，强度、 硬度适中，并不脆，这是因为珠光体中的渗碳体量比铁素体量少得多的缘故。
加工过程
温度影响
其他因素
珠光体◆片状珠光体中相邻两片渗碳体（或铁素体）中心之间的距离称为珠光体的片间距。 ◆温度是影响片间距大小的一个主要因素。随着冷却速度增加，奥氏体转变温度的降低，也即过冷度不断增 大，转变所形成的珠光体的片间距不断减小。 ◆碳素钢和合金钢的珠光体片间距与形成温度之间的关系。当过冷度很小时有近似的线性关系，但总的来看 是非线性的。有些人碳素钢中珠光体的片间距与过冷度的关系处理为线性关系： 珠光体的片间距和过冷度关系如下： S0 = C /△T 其中：C =8.02×10 3(nm·K)； S0：珠光体的片间距(nm)； △T：过冷度，即珠光体转变温度与临界点A1之差。
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下比较高的温度范围内进行的转变，共析钢约 在A1~550℃温度之间发生，故又称为高温转变。
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
二、珠光体的形态 按照渗碳体的形态，珠光体可分为： • 片状珠光体 • 粒状珠光体
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
1、片状珠光体 由一层铁素体片和渗碳体片交替紧密堆砌而成
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
一、珠光体的定义
共析钢加热保温并完全 奥氏体化后缓慢冷却， 在稍低于A1温度下发生 共析分解，其产物为α 与Fe3C 的 混 合 物 ， 称 为珠光体。
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
转变温度 珠光体转变是过冷奥氏体在临界温度A1以
珠光体
前言
研究珠光体转变的规律，不仅与为了获得 珠光体转变产物的退火、正火、索氏体化处理 等热处理工艺有关，而且与为了避免产生珠光 体转变产物的淬火、等温淬火等热处理工艺也 有密切的关系。
本章主要讨论珠光体转变产物的组织形态、 形成过程、力学性能及其影响规律。
珠光体
前言
本章学习重点： 掌握珠光体的组织形态和晶体结构； 了解珠光体的形成机理； 掌握珠光体的力学性能。 本章学习难点： 珠光体的形成机理； 珠光体的力学性能。
⑵ 索氏体 形成温度为650~600℃,片层间距80~150nm，
800~1000倍光镜下可辨，用符号S 表示。
Hale Waihona Puke 光镜形珠貌光体电镜形貌
第一节 珠光体的组织与晶体结构
⑶ 托氏体 形成温度为600~550℃，片层间距30~80nm ，电镜
下可辨，用符号T 表示。
电镜形貌 珠光体
光镜形貌
第一节 珠光体的组织与晶体结构
④奥氏体晶粒大小及均匀程度：基本上不影响间距。
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
下表所列数据表明，当奥氏体晶粒度由2级减 小到8~9级时，珠光体片层间距未发生明显的变化， 但影响了珠光体团的大小。
0.78C%，0.63Mn%钢奥氏体晶粒度对珠光体层间距离的影响
奥氏体化参数 奥氏体晶粒度级数 相变温度/℃
第一节 珠光体的组织与晶体结构
三维珠光体如同放在水中的包心菜
根据珠光体片层间距的大小不同,又细分为 珠光体、索氏体和托氏体三种。
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
⑴ 珠光体： 形成温度为A1~650℃，片层间距150~400nm，
500倍光镜下可辨，用符号P表示.
光镜下形貌
电镜下形貌
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
（质量分数：渗碳体占12%，铁素体88%） 。 片层间距——一对铁素体片和渗碳体片的总厚
度，以S0来表示。 珠光体团——若干具有大致相同位向的铁素体
和渗碳体组成的一个晶体群，也称“珠光体晶粒”。
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
Fe3 C
S0
α
α
α
珠光体片层间距
珠光体
原奥氏体晶界
珠光体团
珠光体团
凝固理论与固态相变
Solidification Theory and Phase Transformations in Solids
珠光体
第十六章 珠光体转变
珠光体
前言
珠光体转变即加热钢在冷却过程中由奥氏体 向珠光体（α+Fe3C）的共析转变。
共析转变是一种典型的扩散型转变，其转变 产物为符合相图的平衡组织。共析转变在热处理 实践中极为重要，无论是金属材料还是陶瓷材料 都可以发生共析转变。因此，研究珠光体转变的 过程及其规律具有十分重要的意义。
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
转变过程中温度突变对珠光体片层间距的影响 珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
②C含量：亚共析钢，C含量增加，间距减小；过共 析钢， C含量增加，间距减小；共析钢间距大于 过共析钢。
③合金元素：Co、Cr显著减小间距，Cr的作用更明 显。Ni、Mn、Mo增大间距（原因可能与这些元 素对过冷度及碳的扩散影响有关）；
1050℃，20min
2
700
层间距离 /mm×2500
1.54
860℃，12min
6
700
1.38
860℃，20min
6
700
1.45
815℃，30min
8~9 珠光体
694
1.65
第一节 珠光体的组织与晶体结构
2、粒状珠光体
工业用钢中也可见到 在铁素体基体上弥散分布 粒状渗碳体的组织，称为 “粒状珠光体”或“球状 珠光体”，一般是经过球
①温度（过冷度）：是影响的主要因素。冷却速度 越大，形成温度越低，过冷度增大，C在奥氏体 中的扩散能力减小，C扩散距离变小，只能形成 片层间距小的珠光体。 共析钢的片层间距S0与过 冷度ΔT之间的关系可用如下经验公式来表达：
S0
8.02103 T
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
如果过冷奥氏体是在一个连续的冷却过程分解， 则高温段所形成的珠光体层间距较厚，而低温段形 成的珠光体层间距较薄，这种粗细不匀的组织将引 起珠光体的力学性能不均匀，在外力作用下，将引 起不均匀的塑性变形而导致应力集中，使钢的强度 和塑性都下降，可能并对切削加工性能产生不利的 影响。因此对结构钢一般采取等温退火的方法，来 获得粗细较接近的珠光体组织。
珠光体、索氏 体、托氏体三种组 织并无本质区别， 只是形态上的粗细 之分，因此其界限 也是相对的。
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
片状珠光体的力学 性能主要取决与其片层 间距和珠光体团的直径 片间距越小，钢的强度、 硬度越高，而塑性和韧 性略有改善。
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
影响珠光体片层间距的因素
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
粒状珠光体的应用：在硬度相同的条件下， 粒状珠光体与片状珠光体相比较，具有良好的 拉伸性能，同时还具有良好的切削加工性、冷 加工成型性及淬火工艺性。因此，许多重要的 机器零件都要通过热处理获得碳化物呈颗粒状 的回火索氏体组织。
×500
化退火或淬火后经中、高 温回火而得到的。
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
粒状珠光体的力学性能：主要取决于渗碳 体颗粒的大小、形态和分布。一般来说，当成 分一定时，渗碳体颗粒越细，相界面越多，强 度和硬度越高；碳化物越接近等轴状、分布越 均匀，则钢的韧性越好。
在成分相同的条件下，粒状珠光体较片状 珠光体的硬度略低，而塑性更好。
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
二、珠光体的形态 按照渗碳体的形态，珠光体可分为： • 片状珠光体 • 粒状珠光体
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
1、片状珠光体 由一层铁素体片和渗碳体片交替紧密堆砌而成
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
一、珠光体的定义
共析钢加热保温并完全 奥氏体化后缓慢冷却， 在稍低于A1温度下发生 共析分解，其产物为α 与Fe3C 的 混 合 物 ， 称 为珠光体。
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
转变温度 珠光体转变是过冷奥氏体在临界温度A1以
珠光体
前言
研究珠光体转变的规律，不仅与为了获得 珠光体转变产物的退火、正火、索氏体化处理 等热处理工艺有关，而且与为了避免产生珠光 体转变产物的淬火、等温淬火等热处理工艺也 有密切的关系。
本章主要讨论珠光体转变产物的组织形态、 形成过程、力学性能及其影响规律。
珠光体
前言
本章学习重点： 掌握珠光体的组织形态和晶体结构； 了解珠光体的形成机理； 掌握珠光体的力学性能。 本章学习难点： 珠光体的形成机理； 珠光体的力学性能。
⑵ 索氏体 形成温度为650~600℃,片层间距80~150nm，
800~1000倍光镜下可辨，用符号S 表示。
Hale Waihona Puke 光镜形珠貌光体电镜形貌
第一节 珠光体的组织与晶体结构
⑶ 托氏体 形成温度为600~550℃，片层间距30~80nm ，电镜
下可辨，用符号T 表示。
电镜形貌 珠光体
光镜形貌
第一节 珠光体的组织与晶体结构
④奥氏体晶粒大小及均匀程度：基本上不影响间距。
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
下表所列数据表明，当奥氏体晶粒度由2级减 小到8~9级时，珠光体片层间距未发生明显的变化， 但影响了珠光体团的大小。
0.78C%，0.63Mn%钢奥氏体晶粒度对珠光体层间距离的影响
奥氏体化参数 奥氏体晶粒度级数 相变温度/℃
第一节 珠光体的组织与晶体结构
三维珠光体如同放在水中的包心菜
根据珠光体片层间距的大小不同,又细分为 珠光体、索氏体和托氏体三种。
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
⑴ 珠光体： 形成温度为A1~650℃，片层间距150~400nm，
500倍光镜下可辨，用符号P表示.
光镜下形貌
电镜下形貌
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
（质量分数：渗碳体占12%，铁素体88%） 。 片层间距——一对铁素体片和渗碳体片的总厚
度，以S0来表示。 珠光体团——若干具有大致相同位向的铁素体
和渗碳体组成的一个晶体群，也称“珠光体晶粒”。
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
Fe3 C
S0
α
α
α
珠光体片层间距
珠光体
原奥氏体晶界
珠光体团
珠光体团
凝固理论与固态相变
Solidification Theory and Phase Transformations in Solids
珠光体
第十六章 珠光体转变
珠光体
前言
珠光体转变即加热钢在冷却过程中由奥氏体 向珠光体（α+Fe3C）的共析转变。
共析转变是一种典型的扩散型转变，其转变 产物为符合相图的平衡组织。共析转变在热处理 实践中极为重要，无论是金属材料还是陶瓷材料 都可以发生共析转变。因此，研究珠光体转变的 过程及其规律具有十分重要的意义。
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
转变过程中温度突变对珠光体片层间距的影响 珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
②C含量：亚共析钢，C含量增加，间距减小；过共 析钢， C含量增加，间距减小；共析钢间距大于 过共析钢。
③合金元素：Co、Cr显著减小间距，Cr的作用更明 显。Ni、Mn、Mo增大间距（原因可能与这些元 素对过冷度及碳的扩散影响有关）；
1050℃，20min
2
700
层间距离 /mm×2500
1.54
860℃，12min
6
700
1.38
860℃，20min
6
700
1.45
815℃，30min
8~9 珠光体
694
1.65
第一节 珠光体的组织与晶体结构
2、粒状珠光体
工业用钢中也可见到 在铁素体基体上弥散分布 粒状渗碳体的组织，称为 “粒状珠光体”或“球状 珠光体”，一般是经过球
①温度（过冷度）：是影响的主要因素。冷却速度 越大，形成温度越低，过冷度增大，C在奥氏体 中的扩散能力减小，C扩散距离变小，只能形成 片层间距小的珠光体。 共析钢的片层间距S0与过 冷度ΔT之间的关系可用如下经验公式来表达：
S0
8.02103 T
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
如果过冷奥氏体是在一个连续的冷却过程分解， 则高温段所形成的珠光体层间距较厚，而低温段形 成的珠光体层间距较薄，这种粗细不匀的组织将引 起珠光体的力学性能不均匀，在外力作用下，将引 起不均匀的塑性变形而导致应力集中，使钢的强度 和塑性都下降，可能并对切削加工性能产生不利的 影响。因此对结构钢一般采取等温退火的方法，来 获得粗细较接近的珠光体组织。
珠光体、索氏 体、托氏体三种组 织并无本质区别， 只是形态上的粗细 之分，因此其界限 也是相对的。
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
片状珠光体的力学 性能主要取决与其片层 间距和珠光体团的直径 片间距越小，钢的强度、 硬度越高，而塑性和韧 性略有改善。
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
影响珠光体片层间距的因素
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
粒状珠光体的应用：在硬度相同的条件下， 粒状珠光体与片状珠光体相比较，具有良好的 拉伸性能，同时还具有良好的切削加工性、冷 加工成型性及淬火工艺性。因此，许多重要的 机器零件都要通过热处理获得碳化物呈颗粒状 的回火索氏体组织。
×500
化退火或淬火后经中、高 温回火而得到的。
珠光体
第一节 珠光体的组织与晶体结构
粒状珠光体的力学性能：主要取决于渗碳 体颗粒的大小、形态和分布。一般来说，当成 分一定时，渗碳体颗粒越细，相界面越多，强 度和硬度越高；碳化物越接近等轴状、分布越 均匀，则钢的韧性越好。
在成分相同的条件下，粒状珠光体较片状 珠光体的硬度略低，而塑性更好。