【正文】 3. 珠光體的組織和性能 片層間距 是片狀珠光體的一個(gè)主要指標(biāo)，是指珠光體中相鄰兩片滲碳體的平均距離。根據(jù) 共析滲碳體 的形狀，珠光體分為片狀珠光體 和 粒狀珠光體 兩種。粒狀珠光體既可以由過冷奧氏體直接分解而成，也可以由片狀珠光體球化而成，還可以由淬火組織回火而形成。 珠光體轉(zhuǎn)變 可以寫成如下的共析反應(yīng)式 : %C %C %C 面心立方 體心立方 復(fù)雜斜方 3Fe c???? 珠光體轉(zhuǎn)變 1. 片狀珠光體的形成 圖 720 共析鋼奧氏體向珠光體等溫轉(zhuǎn)變過程示意圖 1. 片狀珠光體的形成 珠光體的形成機(jī)理有兩種：一種是“ 分片形成機(jī)理 ” ，另一種是 “ 分枝形成機(jī)理 ” 。與共析鋼一樣，其冷卻過程中無貝氏體轉(zhuǎn)變。 圖 7－ 18 亞共析鋼過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 （ 2）非共析鋼過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 在高溫區(qū)，過共析鋼過冷 A首先析出二次滲碳體，而后轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌M織組成物。 圖 714 合金元素對(duì)碳鋼 C曲線的影響 （ 3）影響過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變的因素 ② 加熱溫度和時(shí)間 (a) 加熱溫度為 840℃ (b) 加熱溫度為 950℃ 圖 715 在不同奧氏體化溫度時(shí)的 C曲線 （ 1）共析鋼過冷奧氏 體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 共析鋼過冷 A連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線中沒有奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w的部分，在連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變時(shí)得不到貝氏體組織 。在一般熱處理加熱條件下，過共析鋼隨著含碳量的增加， C曲線位置向左移，同時(shí) Ms、 Mf線往下移。亞共析鋼隨著含碳量的減少， C曲線位置往左移，同時(shí) Ms、 Mf線往上移。 ③ 低溫轉(zhuǎn)變 溫度低于 Ms點(diǎn)（ 230℃ ），過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為馬氏體（ M），因此低溫轉(zhuǎn)變區(qū)稱為馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)。 鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變 1. 過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變 （ 1）共析鋼過冷奧氏體的等溫 轉(zhuǎn)變 圖 711 共析鋼等溫轉(zhuǎn)變圖 （ 1）共析鋼過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變 共析鋼過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變 C曲線包括三個(gè)轉(zhuǎn)變區(qū)： ① 高溫轉(zhuǎn)變 在 A1～ 550℃ 之間，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為珠光體，此溫區(qū)稱珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)。 圖 79 本質(zhì)細(xì)晶粒和本質(zhì)粗晶粒 3. 奧氏體的晶粒度及其影響因素 （ 2）影響奧氏體晶粒度的因素 ① 加熱溫度和保溫時(shí)間 ② 鋼的成分 圖 710 奧氏體形成及其晶粒長大示意圖 鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變 冷卻的方式 通常有兩種： （ 1） 等溫處理 將鋼迅速冷卻到臨界點(diǎn)以下的給定溫度，進(jìn)行保溫，使其在該溫度下恒溫轉(zhuǎn)變。 3. 奧氏體的晶粒度及其影響因素 （ 1）奧氏體晶粒度 圖 78 標(biāo)準(zhǔn)晶粒度等級(jí)示意圖 3. 奧氏體的晶粒度及其影響因素 奧氏體的晶粒度有兩種： ① 實(shí)際晶粒度 ② 本質(zhì)晶粒度 原冶金工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，鋼加熱到930℃ 177。 圖 77 奧氏體晶粒大小對(duì)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物晶粒大小的影響 3. 奧氏體的晶粒度及其影響因素 （ 1）奧氏體晶粒度 生產(chǎn)上一般采用標(biāo)準(zhǔn)晶粒度等級(jí)圖用比較的方法來測(cè)定鋼的奧氏體晶粒大小。以共析鋼為例，珠光體向奧氏體的轉(zhuǎn)變，包括奧氏體晶核的形成、奧氏體晶核的長大、剩余滲碳體的溶解和奧氏體成分的均勻化等過程 。加熱時(shí)相變溫度偏向高溫，冷卻時(shí)偏向低溫，而且加熱和冷卻速度愈大偏差愈大。 第六節(jié) 鋼的熱處理原理 熱處理 是將固態(tài)金屬或合金在一定介質(zhì)中加熱、保溫和冷卻，以改變材料整體或表面組織，從而獲得所需性能的工藝。 第五節(jié) 無擴(kuò)散型相變示例 3 馬氏體相變的形核及動(dòng)力學(xué) 56 第八章 固態(tài)相變 第三節(jié)鋼中相變 （ 3）馬氏體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)：等溫轉(zhuǎn)變 馬氏體 ，變溫轉(zhuǎn)變 馬氏體 、形變誘發(fā) 馬氏體 。 （ 2）轉(zhuǎn)變溫度范圍： MsMf。 48 第八章 固態(tài)相變 第三節(jié)鋼中相變 第五節(jié) 無擴(kuò)散型相變示例 1 馬氏體相變的晶體學(xué) 任一點(diǎn)的位移與該點(diǎn)距離此不變平面 （ 慣習(xí)面 ） 的距離成正比 。 （ 2）片狀馬氏體一般為 (225)γ或 (259)γ 。2022 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning? is a trademark used herein under license. Smith W F. Foundations of Materials Science and Engineering. 第八章 固態(tài)相變 第三節(jié)鋼中相變 第五節(jié) 無擴(kuò)散型相變示例 1 馬氏體相變的晶體學(xué) （ 1） 馬氏體相變后的表面浮凸 。 44 第八章 固態(tài)相變 第三節(jié)鋼中相變 第五節(jié) 無擴(kuò)散型相變示例 馬氏體轉(zhuǎn)變 （ 1）馬氏體結(jié)構(gòu)與形態(tài)：馬氏體是碳在 α Fe中的過飽和固溶體，碳存在于八面體間隙中 。 轉(zhuǎn)變是在一個(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的 。 切變共格與表面浮凸 。 41 4h 第八章 固態(tài)相變 第四節(jié)脫溶與調(diào)幅分解 第四節(jié) 擴(kuò)散型相變示例 四 調(diào)幅分解 2 調(diào)幅分解的特點(diǎn)：上坡擴(kuò)散 42 4h 第八章 固態(tài)相變 第四節(jié)脫溶與調(diào)幅分解 第五節(jié) 無擴(kuò)散型相變示例 相變以切變方式進(jìn)行 ， 所有原子運(yùn)動(dòng)協(xié)同一致 ， 相鄰原子的相對(duì)位置不變 ， 稱為協(xié)同型相變：如孿生 、 馬氏體轉(zhuǎn)變 。 它不需形核 ， 而是通過溶質(zhì)原子的上坡擴(kuò)散形成結(jié)構(gòu)相同而成分呈周期性波動(dòng)的納米尺度共格微疇 ， 以連續(xù)變化的溶質(zhì)富集區(qū)與貧化區(qū)彼此交替地均勻分布于整體中 。 39 第八章 固態(tài)相變 第四節(jié)脫溶與調(diào)幅分解 第四節(jié) 擴(kuò)散型相變示例 四 調(diào)幅分解 調(diào)幅分解：指過飽和固溶體在一定溫度下分解成結(jié)構(gòu)相同 、成分不同的兩個(gè)相的過程 。 37 第八章 固態(tài)相變 第四節(jié)脫溶與調(diào)幅分解 第四節(jié) 擴(kuò)散型相變示例 二 脫熔類型 不連續(xù)脫熔 ： 38 第八章 固態(tài)相變 第四節(jié)脫溶與調(diào)幅分解 第四節(jié) 擴(kuò)散型相變示例 三 脫溶動(dòng)力學(xué) 開始析出的是細(xì)小脫熔相 ， 總的界面能高 ， 組織不穩(wěn)定 ， 有自發(fā)長大的趨向 。 脫熔胞長大時(shí)，熔質(zhì)原子只需在界面附近擴(kuò)散 (短程擴(kuò)散 )，雙相胞向未發(fā)生成分變化的母相中生長，所以不連續(xù)脫熔的生長速率很快。 α’與 α結(jié)構(gòu)相同，但成分不同，有界面分開，故稱不連續(xù)脫熔。 34 第八章 固態(tài)相變 第四節(jié)脫溶與調(diào)幅分解 第四節(jié) 擴(kuò)散型相變示例 二 脫熔類型 連續(xù)脫熔：均勻脫熔 35 第八章 固態(tài)相變 第四節(jié)脫溶與調(diào)幅分解 第四節(jié) 擴(kuò)散型相變示例 二 脫熔類型 連續(xù)脫熔： 不均勻脫熔 36 第八章 固態(tài)相變 第四節(jié)脫溶與調(diào)幅分解 第四節(jié) 擴(kuò)散型相變示例 二 脫熔類型 不連續(xù)脫熔：多發(fā)生在過飽和度很大的置換固熔體中，是從母相中同時(shí)析出片層相間的兩個(gè)相： α→ α’+β，與 共析轉(zhuǎn)變相類似。 析出相的形態(tài)取決于析出相的結(jié)構(gòu)和點(diǎn)陣常數(shù)與母相的接近程度，若兩相能保持共格關(guān)系，析出相呈圓盤形，針狀；若不存在共格關(guān)系，則呈等軸狀。 32 第八章 固態(tài)相變 第四節(jié)脫溶與調(diào)幅分解 第四節(jié) 擴(kuò)散型相變示例 脫溶組織形貌 （ 連續(xù)脫熔 ） 33 第八章 固態(tài)相變 第四節(jié)脫溶與調(diào)幅分解 第四節(jié) 擴(kuò)散型相變示例 二 脫熔類型 連續(xù)脫熔：如果脫熔是在母相中各處同時(shí)發(fā)生，且隨新相的形成母相成分連續(xù)變化，但其晶粒外形及位向均不改變，則稱之為連續(xù)脫熔。 與母 相呈非共格關(guān)系，強(qiáng) 化作用顯著減弱。：成分接近 CuAl2， 圓片狀過渡相 （ 脫熔相 ） ， 與母相呈半共格關(guān)系 ， 強(qiáng)化作用減弱 。：成分接近 CuAl2， 圓片狀過渡相 （ 脫熔相 ） ， 正方點(diǎn)陣 ， 與母相共格 ， 強(qiáng)化作用最強(qiáng) 。 θ 180?！?θ 180?！?θ 30 第八章 固態(tài)相變 第四節(jié)脫溶與調(diào)幅分解 第四節(jié) 擴(kuò)散型相變示例 A1Cu合金的時(shí)效 脫熔貫序?yàn)椋?α → → θ 180。180。→ θ 180。→ θ 28 第八章 固態(tài)相變 第四節(jié)脫溶與調(diào)幅分解 第四節(jié) 擴(kuò)散型相變示例 一 脫熔轉(zhuǎn)變 A1Cu合金的時(shí)效 （ 脫熔轉(zhuǎn)變 ） AlCu合金加熱到 550℃ 保溫，得到單相 α 固溶體，淬火后于 130℃ 保溫進(jìn)行時(shí)效處理，隨保溫時(shí)間延長的 脫熔貫序?yàn)椋? α → → θ 180。180。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，工藝目標(biāo)或?qū)嶋H可能獲得的狀態(tài)，幾乎都是脫熔貫序中的介穩(wěn)狀態(tài)，而并非平衡狀態(tài)。 25 第八章 固態(tài)相變 第四節(jié)脫溶與調(diào)幅分解 第四節(jié) 擴(kuò)散型相變示例 固態(tài)相變的特點(diǎn)：易出現(xiàn)過渡相 * 固態(tài)相變阻力大 ， 直接轉(zhuǎn)變困難 協(xié)調(diào)性中間產(chǎn)物 （ 過渡相 ） ? ?＋ Fe3C ?+(3Fe+C) 例 ? M ? +Fe3C 26 第八章 固態(tài)相變 第一節(jié) 概 述 第四節(jié) 擴(kuò)散型相變示例 一 脫熔轉(zhuǎn)變 按照系統(tǒng)自由焓取最低原則，