钢材微观组织图

马氏体
马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称。
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）后经迅速冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种 淬火组织。 最先由德国冶金学家 Adolf Martens(1850-1914)于19世纪90年代在一 种硬矿物中发现。马氏体的三维组织形态通常有片状(plate)或者板条状 (lath)，但是在金相观察中（二维）通常表现为针状（needle-shaped）， 这也是为什么在一些地方通常描述为针状的原因。马氏体的晶体结构为体 心四方结构（BCT）。中高碳钢中加速冷却通常能够获得这种组织。高的 强度和硬度是钢中马氏体的主要特征之一。 20世纪以来，对钢中马氏体 相变的特征累积了较多的知识，又相继发现在某些纯金属和合金中也具有 马氏体相变,如:Ce、Co、Hf、Hg、La、Li、Ti、Tl、Pu、V、Zr、和Ag-Cd、 Ag-Zn、Au-Cd、Au-Mn、Cu-Al、Cu-Sn、Cu-Zn、In-Tl、Ti-Ni等。目前广 泛地把基本特征属马氏体相变型的相变产物统称为马氏体。
莱氏体
莱氏体（ledeburite） 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 分为高温莱氏体和低温莱氏体两种。奥氏体和渗碳体组成 的机械混合物称高温莱氏体，用符号Ld或（A+Fe3C）表示。 由于其中的奥氏体属高温组织，因此高温莱氏体仅存于 727℃以上。高温莱氏体冷却到727℃以下时，将转变为珠 光体和渗碳体机械混合物（P+Fe3C）,称低温莱氏体，用 Ld'表示。莱氏体含碳量为4.3%。由于莱氏体中含有的渗碳 体较多，故性能与渗碳体相近，即极为硬脆。
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。
钢中的奥氏体特性：
磁性：具有顺磁性，故可作为无磁钢。 比容：在钢的各种组织中，奥氏体的比容最小。 膨胀：奥氏体的线膨胀系数比铁素体和渗碳体 的平均线膨胀系数高出约一倍。故也可被用来制 作要求膨胀灵敏的元件。 导热性：除渗碳体外，奥氏体的导热性最差。 为避免热应力引起的工件变形，不可采用过大的 加热速度加热。 力学性能：具有较高的塑性、低的屈服强度， 容易塑性变形加工成型。可作为高温用钢。
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。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. 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
的化合物。钢中的碳化铁（Fe3C）相。 具有正交晶体结构，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，延伸率接近于零。 渗碳体的含碳量为ωc＝6.69％，熔点1227℃。热力学稳定性不 高，在一定条件下，会发生分解，形成石墨。在230℃以下，具 有一定的磁性。 渗碳体内经常固溶有其他元素。在碳钢中，一部分铁为锰所置换； 在合金钢中铁为铬、钨、钼等元素所置换，形成合金渗碳体。 在铁碳合金中有不同形态的渗碳体，渗碳体在钢和铸铁中一般呈 片状、球状或网状。其数量、形态与分布对铁碳合金的性能有直 接影响，可作为铁碳合金的重要强化相。
铁素体 铁素体(ferrite，缩写：FN) 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。这部分铁素体称为先共析铁素体或组织 上自由的铁素体。随形成条件不同，先共析铁素体具有不同 形态，如等轴形、沿晶形、纺锤形、锯齿形和针状等。铁素 体还是珠光体组织的基体。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；铁素体的成分和组织 对钢的工艺性能有重要影响，在某些场合下对钢的使用性能 也有影响。 铁素体的显微组织与纯铁相同，呈明亮的多边形晶粒组 织，有时由于各晶粒位向不同，受腐蚀程度略有差异，因而 稍显明暗不同。 铁素体在770℃以下具有铁磁性，在770℃以上则失去铁 磁性
奥氏体
英文名称：austenite 晶体结构：面心立方（fcc） 字母代号：A、γ 定 义：碳在γ－Fe中形成的间隙固溶体 微观表述：γ－Fe为面心立方晶体，其最大空隙为0.51×10－ 8cm，略小于碳原子半径，因而它的溶碳能力比α－Fe大，在 1148℃时，γ－Fe最大溶碳量为2.11％，随着温度下降，溶碳能 力逐渐减小，在727℃时其溶碳量为0.77％。 性能特点：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既处于奥氏体状态。