碳素钢、低合金钢常见金相组织形态及硬度new

1、碳素钢、低合金钢常见金相组织形态及硬度1铁素体（F）原系外来语（Ferrite）译名，台湾文献译为肥粒铁。 铁素体系碳溶于体心立方晶格的-Fe中所形成的间隙固溶体-Fe（C）。以4硝酸酒精溶液腐蚀，在光学显微镜下观察，铁素体呈明亮的等轴多边形。由于各晶粒位向不同，受腐蚀程度略有差别，故稍显明暗不同。铁素体在不同处理状态亦可呈块状、月牙状、网络状等形态，硬度在100HB左右。2渗碳体（相）原系外来语（Cementite）译名，台湾文献译为雪明碳铁。渗碳体系铁和碳的化合物，含碳量为6.69，分子式为Fe3C，在合金钢中，渗碳体中的Fe原子可以为其他合金元素原子所置换，形成合金渗碳体（Fe，Me）3

2、C。渗碳体是一种具有复杂晶格结构的间隙化合物。渗碳体硬度很高（8001000 HV），而塑性及冲击韧度几乎为零，脆性很大。其显微组织形态很多，不受硝酸酒精试剂腐蚀（染色），在光学显微镜下呈白亮色，在碱性苦味酸钠腐蚀下，被染成黑色。渗碳体是钢中的主要强化相，有片状、粒状、网络状、半网络状等形态，其形态与分布对钢的力学性能有很大影响。3珠光体（P）原系外来语（Pearlite）译名，台湾文献译为波莱铁。珠光体是铁碳合金相图中的共析转变产物（F+Fe3C），是铁素体和渗碳体的机械混合物，因具有这种组织的样品抛光蚀刻后有珠母贝的光泽而得名。有片（层）状和球（粒）状等不同形态和分布方式。珠光体用4硝酸酒

3、精溶液腐蚀，F和Fe3C交界处腐蚀较深，在直射光照射下变成黑色线条，可清晰看到层状，粒状等形态和分布情况。4奥氏体（A）因这种组织的发现人Austen而得名，台湾文献译为沃斯田铁。奥氏体系碳溶于面心立方晶格-Fe中所形成的固溶体-Fe（c），常以符号A表示。奥氏体中的碳也是存在于-Fe晶体的间隙固溶体。奥氏体存在于7271495的温度区间，是一种高温相，不易腐蚀，呈白色，若先用4硝酸酒精溶液腐蚀，再用10过硫酸铵溶液腐蚀，则奥氏体可染成黑色。高温下奥氏体显微组织为：晶粒呈多边形，与铁素体的显微组织相近似，但晶界较铁素体平直，且晶粒内常有孪晶带出现。5魏氏组织（W）原系外来语（Widmansta

4、tten）译名，台湾文献译为费德曼。亚（过）共析钢在锻造、轧制、热处理时，如果加热温度过高，形成了粗晶A，同时冷却速度又较快，这时除了使F（Fe3C）沿晶界呈网状析出外，还有一部分按切变机制从晶界并排向晶粒内部生长，或在晶粒内部独自析出，呈针片状，针片状铁素体（F）或渗碳体（Fe3C）分布在珠光体（P）基体上的组织（形态）称为魏氏组织。魏氏组织是由于过热而造成的一种组织缺陷，它使钢的强度降低而脆性增加。经过铸造、锻造、焊接的中低碳钢，晶粒往往粗大，空冷时最易出现魏氏组织，缓冷则不易出现。钢中一旦出现魏氏组织，一般可通过正火或退火加以消除。魏氏组织是沿原奥氏体特定晶面而形成的具有几何学特征的冷却

5、转变组织，经抛光和硝酸酒精溶液腐蚀后，可在显微组织中看到白色的铁素体和黑色的珠光体，铁素体呈针状，具有该组织的钢材性脆而韧性极低。魏氏组织与母相之间保持严格的晶体学关系，并在试样磨面上呈现浮凸。6贝氏体（B）原系外来语（Bainite）译名，因这种组织的发现人ECPain而得名，台湾文献译为变韧铁。贝氏体乃是铁素体（F）和渗碳体（Fe3C）或过饱和的固溶体与碳化物（Cm）的机械混合物，其组织形态，性能和形成过程均不同于珠光体，它的Fe3C分布在呈羽毛状或呈针状的铁素体（F）中。贝氏体由于形成条件不同而具有多种形态：如上贝氏体（B上）为过冷奥氏体（A）在550400温度区间等温所形成，在光学显微

6、镜下观察，呈羽毛状。上贝氏体（B上）常沿奥氏体（A）晶界形核，向晶内发展。从电子显微照片上可以看到：在平行的铁素体（F）条间有短棒状或串珠状渗碳体（Fe3C）断续分布，其硬度为3545HRC；下贝氏体（B下）是过冷奥氏体（A）于400200温区所形成。在光学显微镜下呈黑暗色片状（针状或竹叶状），互成一定角度。电子显微观察及X射线结构分析得知：这种组织乃是由过饱和的固溶体与其长轴成5060角度分布的碳化物质点形成的，其硬度为4550HRC。贝氏体还有粒状、蝶状等结构形态。7马氏体（M）原系外来语（Martensite）译名，台湾文献译为麻田三铁。马氏体是碳在-Fe晶格中的过饱和固溶体，马氏体组织

7、是奥氏体（溶有充足的碳原子）过冷到低温区（如240以下）在连续冷却过程中形成，与其他固态相变所不同的是：较变无孕育期，属于无扩散型相变，当奥氏体快冷到Ms点（马氏体开始转变的临界温度）以下，立即（爆发式）形成，其形成数量与等温时间无关 ，只随温度的不断降低而增加。低碳钢中的条状马氏体和高碳钢中的片状马氏体为常见的两种形态。马氏体硬度很高，并与含碳量有关，如T8钢的马氏体硬度可达6265HRC。用4硝酸酒精溶液或维列尔试剂腐蚀，马氏体可染成黑色。8回火马氏体钢经淬火后在250以下进行低温回火时，所形成的组织叫回火马氏体，其织织中马氏体针状晶的特征依旧保存。析出的碳化物具有Fe22.5C成分，叫碳

8、化物。在150200回火时得到的回火马氏体硬度在800HV左右。回火马氏体经4硝酸酒精溶液腐蚀后比淬火马氏体要深，在光学显微镜下，形貌与下贝氏体（B下）相似，马氏体内析出的碳化物，呈无规则分布。9回火托氏体（T）原系外来语（Troostite）译名，有文献译为屈氏体，台湾文献译为吐粒散铁。钢经淬火后，在400左右回火时所形成的极易腐蚀的组织叫做屈氏体。这时，马氏体针状形态消失，回火时析出的碳化物细小，在光学显微镜下难以分辩清楚。屈氏体硬度一般在400HV左右。10回火索氏体（S）原系外来语（Sorbite）译名，台湾文献译为粗斑铁化。淬火钢在600以上回火时，所形成的组织叫索氏体，这种组织特点是在充分发达的等轴铁素体（F）中弥散分布着细小的球（颗粒）