常见金相组织
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定义:碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体,仍保持γ-Fe的面心立方晶格特征:奥氏体是一般钢在高温下的组织,其存在有一定的温度和成分范围。
有些淬火钢能使部分奥氏体保留到室温,这种奥氏体称残留奥氏体。
奥氏体一般由等轴状的多边形晶粒组成,晶粒内有孪晶。
在加热转变刚刚结束时的奥氏体晶粒比较细小,晶粒边界呈不规则的弧形。
经过一段时间加热或保温,晶粒将长大,晶粒边界可趋向平直化。
铁碳相图中奥氏体是高温相,存在于临界点A1温度以上,是珠光体逆共析转变而成。
当钢中加入足够多的扩大奥氏体相区的化学元素时,Ni,Mn等,则可使奥氏体稳定在室温,如奥氏体钢。
定义:碳与合金元素溶解在a-Fe中的固溶体特征:亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状,晶界比较圆滑,当碳含量接近共析成分时,铁素体沿晶粒边界析出。
定义:碳与铁形成的一种化合物特征:渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀,在显微镜下呈白亮色,但受碱性苦味酸钠的腐蚀,在显微镜下呈黑色。
渗碳体的显微组织形态很多,在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、粒状、网状或板状。
•在液态铁碳合金中,首先单独结晶的渗碳体(一次渗碳体)为块状,角不尖锐,共晶渗碳体呈骨骼状•过共析钢冷却时沿Acm线析出的碳化物(二次渗碳体)呈网结状,共析渗碳体呈片状•铁碳合金冷却到Ar1以下时,由铁素体中析出渗碳体(三次渗碳体),在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状定义:铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物特征:珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。
过冷度越大,所形成的珠光体片间距离越小。
•在A1~650℃形成的珠光体片层较厚,在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体,称为粗珠光体、片状珠光体,简称珠光体。
•在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍,从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线,只有放大1000倍才能分辨的片层,称为索氏体。
•在600~550℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍,不能分辨珠光体片层,仅看到黑色的球团状组织,只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体定义:过饱和针状铁素体和渗碳体的混合物,渗碳体在铁素体针间特征:过冷奥氏体在中温(约350~550℃)的相变产物,其典型形态是一束大致平行位向差为6~8od铁素体板条,并在各板条间分布着沿板条长轴方向排列的碳化物短棒或小片;典型上贝氏体呈羽毛状,晶界为对称轴,由于方位不同,羽毛可对称或不对称,铁素体羽毛可呈针状、点状、块状。
1 工业纯铁退火铁素体白色等轴多边形晶粒为铁素体,深色线为晶界。
2 20钢退火低碳钢平衡组织白色晶粒为铁素体,深色块状为珠光体,高倍可见珠光体中的层状结构。
3 45钢退火中碳钢平衡组织同上,但珠光体增多。
4 65钢退火高碳钢平衡组织占大部分的深色组织为珠光体,白色为铁素体。
5 T8钢退火共析钢平衡组织组织全部为层状珠光体,它是铁素体和渗碳体的共析组织。
6 T12钢退火过共析钢平衡组织基体为层状珠光体,晶界上的白色为二次渗碳体。
7 亚共晶白口铁铸态变态莱氏体+珠光体基体为黑白相间分布的变态莱氏体,黑色树枝状为初晶奥氏体转变成的珠光体。
8 共晶白口铁铸态变态莱氏体白色为渗碳体(包括共晶渗碳体和二次渗碳体),黑色圆粒及条状为珠光体。
9 过共晶白口铁铸态变态莱氏体+渗碳体基体为黑白相间分布的变态莱氏体,白色板条状为一渗碳体10 T8钢正火索氏体索氏体是细珠光体,片层间距小11 T8钢快冷正火屈氏体屈氏体为极细珠光体,光学显微镜下难以分辨其层状结构,灰白色块状、针状为淬火马氏体。
12 65Mn 等温淬火上贝氏体羽毛球为上贝氏体,基体为索氏体或淬火马氏体和残余奥氏体。
13 65Mn 等温淬火下贝氏体黑色针状为下贝氏体,白色基体为淬火马氏体和残余奥氏体。
14 20钢淬火低碳马氏体成束的板条状为低碳马氏体15 T12 淬火高碳马氏体深色针片状组织为马氏体,白色为残余奥氏体16 45钢淬火中碳马氏体黑色针叶状互成120度夹角的针状马氏体,其余为板条状马氏体17 T10钢球化退火球化体基体为铁素体,白色颗粒状为渗碳体。
18 T12 正火正火组织白色呈针状、细网络状分布的为渗碳体,其余为片层状珠光体。
19 15钢渗碳后退火渗碳组织表层为过共析组织(网状渗碳体+珠光体),由表向内含碳量逐渐减少,铁素体增多。
20 45钢渗硼渗硼组织表层为硼化物层(呈锯齿状)和过渡层,心部为45钢基体组织。
21 40Cr 软氮化软氮化组织表层为白亮色的氮化合物和含氮的扩散层,心部为40Cr基体组织22 高速钢铸态共晶莱氏体+屈氏体+马氏体骨骼状组织为共晶莱氏体,基体为黑色屈氏体组织,白色小块为马氏体及残余奥氏体23高速钢淬火马氏体+残余奥氏体+碳化物大颗粒为共晶碳化物,小颗粒为二次碳化物,其余为马氏体以及残余奥氏体24 高速钢淬火及回火回火马氏体+碳化物黑色基体为回火马氏体,白色颗粒状为碳化物25 高速钢退火球化珠光体白色球状为碳化物,基体为珠光体26不锈钢固溶处理奥氏体部分的奥氏体晶粒有孪晶面2720钢铸态低碳铸钢组织白色网状、针状、块状组织为铁素体,黑色部分为珠光体28 T8钢退火脱碳表层脱碳组织表层脱碳后这亚共析钢,黑色为珠光体,白色为铁素体,心部为粗片状珠光体。
钢铁材料常见金相组织简介在Fe-Fe3C系中,可配制多种成分不同的铁碳合金,他们在不同温度下的平衡组织各不相同,但由几个基本相(铁素体F、奥氏体A和渗碳体Fe3C)组成。
这些基本相以机械混合物的形式结合,形成了钢铁中丰富多彩的金相组织结构。
常见的金相组织有下列八种:一、铁素体铁素体(ferrite,缩写FN,用F表示),纯铁在912℃以下为具有体心立方晶格。
碳溶于α-Fe中的间隙固溶体称为铁素体,以符号F表示。
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。
碳溶入δ-Fe中形成间隙固溶体,呈体心立方晶格结构,因存在的温度较高,故称高温铁素体或δ固溶体,用δ表示,在1394℃以上存在,在1495℃时溶碳量最大。
碳的质量分数为0.09%。
图1:铁素体二、奥氏体碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥氏体,具有面心立方结构,为高温相,用符号A表示。
奥氏体在1148℃有最大溶解度2.11%C,727℃时可固溶0.77%C;强度和硬度比铁素体高,塑性和韧性良好,并且无磁性,具体力学性能与含碳量和晶粒大小有关,一般为170~220 HBS、=40~50%。
TRIP钢(变塑钢)即是基于奥氏体塑性、柔韧性良好的基础开发的钢材,利用残余奥氏体的应变诱发相变及相变诱发塑性提高了钢板的塑性,并改善了钢板的成形性能。
碳素或合金结构钢中的奥氏体在冷却过程中转变为其他相,只有在高碳钢和渗碳钢渗碳高温淬火后,奥氏体才能残留在马氏体的间隙中存在,其金相组织由于不易受侵蚀而呈白色。
三、渗碳体渗碳体(cementite),指铁碳合金按亚稳定平衡系统凝固和冷却转变时析出的Fe3C型碳化物。
钢铁中常见的金相组织区别简析钢铁中常见的金相组织1.奥氏体-碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体,仍保持γ-Fe的面心立方晶格。
晶界比较直,呈规则多边形;淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处2.铁素体-碳与合金元素溶解在α-Fe中的固溶体。
亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状,晶界比较圆滑,当碳含量接近共析成分时,铁素体沿晶粒边界析出。
3.渗碳体-碳与铁形成的一种化合物。
在液态铁碳合金中,首先单独结晶的渗碳体(一次渗碳体)为块状,角不尖锐,共晶渗碳体呈骨骼状。
过共析钢冷却时沿A cm线析出的碳化物(二次渗碳体)呈网结状,共析渗碳体呈片状。
铁碳合金冷却到A r1以下时,由铁素体中析出渗碳体(三次渗碳体),在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状。
4.珠光体-铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物。
珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。
过冷度越大,所形成的珠光体片间距离越小。
在A1~650℃形成的珠光体片层较厚,在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体,称为粗珠光体、片状珠光体,简称珠光体。
在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍,从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线,只有放大1000倍才能分辨的片层,称为索氏体。
在600~550℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍,不能分辨珠光体片层,仅看到黑色的球团状组织,只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体。
5.上贝氏体-过饱和针状铁素体和渗碳体的混合物,渗碳体在铁素体针间。
过冷奥氏体在中温(约350~550℃)的相变产物,其典型形态是一束大致平行位向差为6~8od铁素体板条,并在各板条间分布着沿板条长轴方向排列的碳化物短棒或小片;典型上贝氏体呈羽毛状,晶界为对称轴,由于方位不同,羽毛可对称或不对称,铁素体羽毛可呈针状、点状、块状。
若是高碳高合金钢,看不清针状羽毛;中碳中合金钢,针状羽毛较清楚;低碳低合金钢,羽毛很清楚,针粗。
1 工业纯铁退火铁素体白色等轴多边形晶粒为铁素体,深色线为晶界。
2 20钢退火低碳钢平衡组织白色晶粒为铁素体,深色块状为珠光体,高倍可见珠光体中的层状结构。
3 45钢退火中碳钢平衡组织同上,但珠光体增多。
4 65钢退火高碳钢平衡组织占大部分的深色组织为珠光体,白色为铁素体。
5 T8钢退火共析钢平衡组织组织全部为层状珠光体,它是铁素体和渗碳体的共析组织。
6 T12钢退火过共析钢平衡组织基体为层状珠光体,晶界上的白色为二次渗碳体。
7 亚共晶白口铁铸态变态莱氏体+珠光体基体为黑白相间分布的变态莱氏体,黑色树枝状为初晶奥氏体转变成的珠光体。
8 共晶白口铁铸态变态莱氏体白色为渗碳体(包括共晶渗碳体和二次渗碳体),黑色圆粒及条状为珠光体。
9 过共晶白口铁铸态变态莱氏体+渗碳体基体为黑白相间分布的变态莱氏体,白色板条状为一渗碳体10 T8钢正火索氏体索氏体是细珠光体,片层间距小11 T8钢快冷正火屈氏体屈氏体为极细珠光体,光学显微镜下难以分辨其层状结构,灰白色块状、针状为淬火马氏体。
12 65Mn 等温淬火上贝氏体羽毛球为上贝氏体,基体为索氏体或淬火马氏体和残余奥氏体。
13 65Mn 等温淬火下贝氏体黑色针状为下贝氏体,白色基体为淬火马氏体和残余奥氏体。
14 20钢淬火低碳马氏体成束的板条状为低碳马氏体15 T12 淬火高碳马氏体深色针片状组织为马氏体,白色为残余奥氏体16 45钢淬火中碳马氏体黑色针叶状互成120度夹角的针状马氏体,其余为板条状马氏体17 T10钢球化退火球化体基体为铁素体,白色颗粒状为渗碳体。
18 T12 正火正火组织白色呈针状、细网络状分布的为渗碳体,其余为片层状珠光体。
19 15钢渗碳后退火渗碳组织表层为过共析组织(网状渗碳体+珠光体),由表向内含碳量逐渐减少,铁素体增多。
20 45钢渗硼渗硼组织表层为硼化物层(呈锯齿状)和过渡层,心部为45钢基体组织。
21 40Cr 软氮化软氮化组织表层为白亮色的氮化合物和含氮的扩散层,心部为40Cr基体组织22 高速钢铸态共晶莱氏体+屈氏体+马氏体骨骼状组织为共晶莱氏体,基体为黑色屈氏体组织,白色小块为马氏体及残余奥氏体23高速钢淬火马氏体+残余奥氏体+碳化物大颗粒为共晶碳化物,小颗粒为二次碳化物,其余为马氏体以及残余奥氏体24 高速钢淬火及回火回火马氏体+碳化物黑色基体为回火马氏体,白色颗粒状为碳化物25 高速钢退火球化珠光体白色球状为碳化物,基体为珠光体26不锈钢固溶处理奥氏体部分的奥氏体晶粒有孪晶面2720钢铸态低碳铸钢组织白色网状、针状、块状组织为铁素体,黑色部分为珠光体28 T8钢退火脱碳表层脱碳组织表层脱碳后这亚共析钢,黑色为珠光体,白色为铁素体,心部为粗片状珠光体。
金相组织介绍1、索氏体(martensite)索氏体,是在光学金相显微镜下放大600倍以上才能分辨片层的细珠光体(GB/T 7232标准)。
其实质是一种珠光体,是钢的高温转变产物,是片层的铁素体与渗碳体的双相混合组织,其层片间距较小(30~80nm),碳在铁素体中已无过饱和度,是一种平衡组织。
回火索氏体(tempered martensite)是马氏体于回火时形成的,在在光学金相显微镜下放大500~600倍以上才能分辨出来,其为铁素体基体内分布着碳化物(包括渗碳体)球粒的复合组织。
回火索氏体是马氏体的一种回火组织,是铁素体与粒状碳化物的混合物。
此时的铁素体已基本无碳的过饱和度,碳化物也为稳定型碳化物。
常温下是一种平衡组织。
2、珠光体珠光体是奥氏体(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。
珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间,强韧性较好。
其抗拉强度为750 ~900MPa,180 ~280HBS,伸长率为20 ~25%,冲击功为24 ~32J.力学性能介于铁素体与渗碳体之间,强度较高,硬度适中,塑性和韧性较好σb=770MPa,180HBS,δ=20%~35%,AKU=24~32J)。
经2-4%硝酸酒精溶液浸蚀后,在不同放大倍数的显微镜下可以观察到不同特征的珠光体组织.当放大倍数较高时可以清晰地看到珠光体中平行排列分布的宽条铁素体和窄条渗碳体;当放大倍数较低时,珠光体中的渗碳体只能看到一条黑线;而当放大倍数继续降低或珠光体变细时,珠光体的层片状结构就不能分辨了,此时珠光体呈黑色的一团.3、铁素体(ferrite,缩写:FN)铁素体,即α-Fe和以它为基础的固溶体,具有体心立方点阵。
常见金相组织2010-03-11 13:35奥氏体[编辑本段]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。
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。
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。
纯铁在912℃以下为具有体心立方晶格(注1)的α-Fe。
碳溶于α-Fe中的间隙固溶体称为铁素体,以符号F表示。
由于α-Fe是体心立方晶格结构,它的晶格间隙很小,因而溶碳能力极差,在727℃时溶碳量最大,可达0.0218%,随着温度的下降溶碳量逐渐减小,在600℃时溶碳量约为0.0057%,在室温时溶碳量几乎等于零。
常见金相组织名词解释——全面的特征描述,想不明白都难。
奥氏体定义:碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体,仍保持γ-Fe的面心立方晶格特征:奥氏体是一般钢在高温下的组织,其存在有一定的温度和成分范围。
有些淬火钢能使部分奥氏体保留到室温,这种奥氏体称残留奥氏体。
奥氏体一般由等轴状的多边形晶粒组成,晶粒内有孪晶。
在加热转变刚刚结束时的奥氏体晶粒比较细小,晶粒边界呈不规则的弧形。
经过一段时间加热或保温,晶粒将长大,晶粒边界可趋向平直化。
铁碳相图中奥氏体是高温相,存在于临界点A1温度以上,是珠光体逆共析转变而成。
当钢中加入足够多的扩大奥氏体相区的化学元素时,Ni,Mn等,则可使奥氏体稳定在室温,如奥氏体钢。
铁素体定义:碳与合金元素溶解在a-Fe中的固溶体特征:亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状,晶界比较圆滑,当碳含量接近共析成分时,铁素体沿晶粒边界析出。
渗碳体定义:碳与铁形成的一种化合物特征:渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀,在显微镜下呈白亮色,但受碱性苦味酸钠的腐蚀,在显微镜下呈黑色。
渗碳体的显微组织形态很多,在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、粒状、网状或板状。
•在液态铁碳合金中,首先单独结晶的渗碳体〔一次渗碳体〕为块状,角不尖锐,共晶渗碳体呈骨骼状•过共析钢冷却时沿Acm线析出的碳化物〔二次渗碳体〕呈网结状,共析渗碳体呈片状•铁碳合金冷却到Ar1以下时,由铁素体中析出渗碳体〔三次渗碳体〕,在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状珠光体定义:铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物特征:珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。
过冷度越大,所形成的珠光体片间距离越小。
•在A1~650℃形成的珠光体片层较厚,在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体,称为粗珠光体、片状珠光体,简称珠光体。
•在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍,从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线,只有放大1000倍才能分辨的片层,称为索氏体。