钢的结构组织和特性

钢的结构组织和特性

一、铁素体（F)

碳在α铁（Fe -σ）中的固溶体，呈体立方晶格。溶碳能力很小，最大为%02.0；硬度和强度很低，HB 12080-，MPa b 250=σ；而塑性和韧性很好，%50=δ，

%80%70-=ψ。因此，含铁素体多的钢材（软钢）可用来制作可压、挤、冲板与耐冲击震动的机件。这类钢有超低碳钢，如130Cr 、131Cr 、硅钢片等。

二、奥氏体（A)

碳在γ铁(Fe -γ)中的固溶体，呈面心立方晶格。最高溶碳量为%11.2，在一般情况下，具有高的塑性，但强度和硬度低，HB 220170-，奥氏体组织除了在高温转变时产生以外，在常温时亦存在于不锈钢、高铬钢和高锰钢中，如奥氏体不锈钢等。

三、渗碳体（C)

铁和碳的化合物(C Fe 3),呈复杂的八面体晶格。含碳量为%67.6，硬度很

高，HRC 7570-，耐磨，但脆性很大，因此，渗碳体不能单独应用，而总是与铁素体混合在一起。碳在铁中溶解度很小，所以常温下，钢铁组织内大部分的碳都是以渗碳体或其他碳化物形式出现。

四、珠光体（P)

铁素体片和渗碳体片交替排列的层状显微组织，是铁素体与渗碳体的机械混合物（共析体）。是过冷奥氏体进行共析反应的直接产物。其片层组织的粗细随奥氏体过冷程度不同，过冷程度越大，片层组织越细，性质也不同。奥氏体约在C ︒600分解成的组织称为细珠光体（有的叫一次索氏体），在C C ︒-︒600500分解转变成用光学显微镜不能分辩的片层状的组织称为极细珠光体（有的叫一次屈氏体），它们的硬度较铁素体和奥氏体高。正火后的珠光体比退火后的珠光体组织细密，弥散度大，故其力学性能较好，但其片状渗碳体在钢材承受载荷时会引起应力集中，故不如索氏体。

五、萊氏体（L)

奥氏体和渗碳体的共晶混合物，铁合金溶液含碳量在%11.2以上时，缓慢冷却到C ︒1130便凝固出高温萊氏体L d ，由渗碳体与奥氏体组成。当温度到达共析

温度，萊氏体中的奥氏体转变为珠光体，此时萊氏体称为低温萊氏体L d '

。因此，在C ︒723以下萊氏体是珠光体与渗碳体的机械混合物（共晶混合物）。萊氏体硬(HB 700>)而脆，是一种较粗的组织，不能进行压力加工，如白口铁。在铸态含有萊氏体组织的钢有高速工具钢和12Cr 型高合金工具钢等。这类钢一般具有较

大的耐磨性和较好切削性。

六、淬火马氏体（M)

碳在Fe -α中的过饱和固溶体，显微组织呈针叶状。淬火后得到的不稳定组织。具有很高的硬度，而且随含碳量增加而提高，但含碳量超过%6.0后硬度值基本不变，如含%8.0C 的马氏体，硬度约为HRC 65,冲击韧性很低，脆性很大，断后伸长率和断面收缩率几乎等于零。奥氏体晶粒愈大，马氏体针叶愈粗大，则冲击韧性愈低；淬火温度愈低，奥氏体晶粒愈细，得到的马氏体针叶非常细小，即无针状马氏体组织，其冲击韧性最高。

七、回火马氏体

是与淬火马氏体硬度相近，而脆性略低的黑色针叶状组织。淬火钢重新加热至C ︒-250150回火获得的组织。硬度一般只比淬火马氏体低HRC 31-,但内应力比淬火马氏体小。

八、索氏体（S)

铁素体和较细的粒状渗碳体组成的组织。淬火钢重新加热至C ︒-680500回火后获得的组织。与细珠光体相比，在强度相同的情况下塑性及韧性都高，随回火温度提高，硬度和强度降低，冲击韧性提高。硬度约为HRC 3523-。综合力学性能比较好。索氏体有的叫二次索氏体或回火索氏体

九、屈氏体（T)

铁素体和更细的粒状渗碳体组成的组织。淬火钢重新加热至C C ︒-︒450350回火后获得的组织。它的硬度和强度虽然比马氏体低，但因其组织很致密，仍具有较高的硬度和强度，并有比马氏体好的韧性和塑性，硬度约为HRC 4535-。屈氏体有的叫二次屈氏体和回火屈氏体。

十、下贝氏体（B)

显微组织呈黑色针状形态，其中的铁素体呈针状，而碳化物呈极细小的质点以弥散状分布在针状铁素体内。过冷奥氏体在C C ︒-︒240400等温转变后的产物。具有较高的硬度，约为HRC 5540-,良好的塑性和很高的冲击韧性，其综合力学性能比索氏体更好，因此，在要求较大的塑性、韧性和高强度相配合时，常以含有适当的合金元素的中碳结构钢等温淬火，获得贝氏体以改善钢的力学性能，并减少内应力和变形。

十一、低碳马氏体

低碳钢或低合金经淬火、低温回火获得的板条状低碳马氏体组织。具有高强与良好的塑性、韧性相结合的特点（,13001000,160012002.0Mpa Mpa b -=-=σσ

)/60%,40%,1025cm J k ≥≥≥αδψ；同时还有低的冷脆转化温度（C ︒-≤60);在

静载荷、疲劳及多次冲击载荷下，其缺口敏感性都较低。低碳马氏体状态的MoVA SiMn 220的综合力学性能，比中碳合金等温淬火获得的贝氏体更好。保持了低碳钢的工艺性能，但切削加工较难。