金相组织.docx
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金相组织.docx
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金相组织
固溶体
百科名片
固溶
所谓固溶处理,是指将合金加热到高温奥氏体区保温,使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却,以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
固溶处理的主要目的是改善钢或合金的塑性和韧性,为沉淀硬化处理作好准备等。
固溶处理是材料科学实验中一种非常常见的加工处理工艺。
由固溶可得到固溶体
固溶体指的是矿物一定结晶构造位置上离子的互相置换,而不改变整个晶体的结构及对称性等。
但微观结构上如结点的形状、大小可能随成分的变化而改变。
如自然界辉石就是一个多种成分的固溶体。
自然界矿物中广泛存在的离子或离子团之间的置换的化学现象,过程称为类质同像或固溶体。
类质同像是矿物结晶时,其晶体结构中一种位置被两种或两种以上的不同元素(或基团)而形成混晶的现象,而固溶体是反映形成这种混晶的矿物结构。
固溶体分为三种:
替代式固溶体、填隙式固溶体和缺位式固溶。
定义
所谓固溶体(solidsolution)是指溶质原子溶入溶剂晶格中而仍保持溶剂类型的合金相。
这种相称为固溶体,这种组元称为溶剂,其它的组元即为溶质。
工业上所使用的金属材料,绝大部分是以固溶体为基体的,有的甚至完全由固溶体所组成。
例如,广泛用的碳钢和合金钢,均以固溶体为基体相,其含量占组织中的绝大部分。
因此,对固溶体的研究有很重要的实际意义。
当一种组元A加到另一种组元B中形成的固体其结构仍保留为组元B的结构时,这种固体称为固溶体.B组元称为溶剂,A组元称为溶质.组元A、B可以是元素,可以是化合物.固溶体分成置换式固溶体和间隙式固溶体两大类.置换式固溶体溶质原子处于溶剂原子的位置上,即置换了溶剂原子,如α黄铜中,锌置换了铜原子;间隙式固溶体是溶质原子处于溶剂原子的间隙处,如α铁中,碳原子处在铁原子排列的间隙处.
固溶体的分类
按溶质原子在晶格中的位置不同可分为置换固溶体和间隙固溶体。
1、置换固溶体:
溶质原子占据溶剂晶格中的结点位置而形成的固溶体称置换固溶体。
当溶剂和溶质原子直径相差不大,一般在15%以内时,易于形成置换固溶体。
铜镍二元合金即形成置换固溶体,镍原子可在铜晶格的任意位置替代铜原子。
2、间隙固溶体:
溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体称间隙固溶体。
间隙固溶体的溶剂是直径较大的过渡族金属,而溶质是直径很小的碳、氢等非金属元素。
其形成条件是溶质原子与溶剂原子直径之比必须小于0.59。
如铁碳合金中,铁和碳所形成的固溶体――铁素体和奥氏体,皆为间隙固溶体。
按固溶度来分类:
可分为有限固溶体和无限固溶体。
无限固溶体只可能是转换固溶体。
按溶质原子与溶剂原子的相对分布来分;可分为无序固溶体和有序固溶体。
在讨论固溶体的概念时,认为溶质质点(原子、离子)在溶剂晶体结构中的分布是任意的、无规则的,这便是无序固溶体的概念。
例如,晶胞参数的测定,实际上是一个平均值;密度的测定也是统计的结果。
固溶体中溶质质点无规则分布的概念,和实验结果基本一致。
有些固溶体中溶质质点的分布是有序的,即溶质质点在结构中按一定规律排列,形成所谓“有序固溶体”。
例如,Au-Cu固溶体,Au和Cu都是面心立方格子,它们之间可以形成连续置换固溶体。
在一般情况下,Au和Cu原子是无规则的分布在面心立方格子的结点上,这便是一般认为的固溶体(图5-47(a))。
但是,如果这个固溶体的组成为AuCu3和AuCu时,并且在适当的温度下进行较长时间退火,则固溶体的结构可转变为“有序结构”。
这表现为AuCu3组成中,所有的Au原子占有面心立方格子的顶角位置,而Cu原子则占有面心立方格子的面心位置(图5-47(b))。
因而,从单位晶胞来看组成应为AuCu3。
同理,如果Au原子和Cu原子分层相间分布(图5-47(c)),也形成“有序结构”,其相应的组成应为AuCu。
这种有序结构称为超结构。
它除了和组成有关外,还和晶体形成时的温度、压力条件有关。
固溶体的性能
当溶质元素含量很少时,固溶体性能与溶剂金属性能基本相同。
但随溶质元素含量的增多,会使金属的强度和硬度升高,而塑性和韧性有所下降,这种现象称为固溶强化。
置换固溶体和间隙固溶体都会产生固溶强化现象。
适当控制溶质含量,可明显提高强度和硬度,同时仍能保证足够高的塑性和韧性,所以说固溶体一般具有较好的综合力学性能。
因此要求有综合力学性能的结构材料,几乎都以固溶体作为基本相。
这就是固溶强化成为一种重要强化方法,在工业生产中得以广泛应用的原因。
地球科学
固溶体指的是矿物一定结晶构造位置上离子的互相置换,而不改变整个晶体的结构及对称性等。
但微观结构上如结点的形状、大小可能随成分的变化而改变。
如自然界辉石就是一个多种成分的固溶体。
自然界矿物中广泛存在的离子或离子团之间的置换的化学现象,过程称为类质同像或固溶体。
类质同像是矿物结晶时,其晶体结构中一种位置被两种或两种以上的不同元素(或基团)而形成混晶的现象,而固溶体是反映形成这种混晶的矿物结构。
固溶体分为三种:
替代式固溶体、填隙式固溶体和缺位式固溶体。
奥氏体
中文名称:
奥氏体
英文名称:
austenite
定义:
γ铁内固溶有碳和(或)其他元素的、晶体结构为面心立方的固溶体。
所属学科:
机械工程(一级学科);机械工程
(2)_热处理(二级学科);机械工程
(2)一般热处理名词(三级学科)
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
命名:
为纪念英国冶金学家罗伯茨-奥斯汀(1843~1902)对金属科学中的贡献而命名。
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即处于奥氏体状态。
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。
奥氏体解释
碳溶解在γ铁中形成的一种间隙固溶体,呈面心立方结构,无磁性。
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。
在合金钢中除碳之外,其他合金元素也可溶于奥氏体中,并扩大或缩小奥氏体稳定区的温度和成分范围。
例如,加入锰和镍能将奥氏体临界转变温度降至室温以下,使钢在室温下保持奥氏体组织,即所谓奥氏体钢。
钢中奥氏体特性
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。
面心立方点阵是一种最密排的点阵结构,至密度高,其中铁原子的自扩散激活能大,扩散系数小,从而使其热强性好。
故奥氏体钢可作为高温用钢。
奥氏体的硬度一般是170~220HBS,延长率为40%~50%。
马氏体
中文名称:
马氏体
英文名称:
martensite
定义:
对固态的铁基合金(钢铁及其他铁基合金)以及非铁金属及合金而言,是无扩散的共格切变型相转变,即马氏体转变的产物。
就铁基合金而言,是过冷奥氏体发生无扩散的共格切变型相转变即马氏体转变所形成的产物。
铁基合金中常见的马氏体,就其本质而言,是碳和(或)合金元素在α铁中的过饱和固溶体。
就铁-碳二元合金而言,是碳在α铁中的过饱和固溶体。
所属学科:
机械工程(一级学科);机械工程
(2)_热处理(二级学科);机械工程
(2)一般热处理名词(三级学科)
百科名片
马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称。
最先由德国冶金学家AdolfMartens(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。
马氏体概念
马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称。
马氏体
马氏体(M)是碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体,是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相。
其比容大于奥氏体、珠光体等组织,这是产生淬火应力,导致变形开裂的主要原因。
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。
(未经回火)
编辑本段概念的提出
最先由德国冶金学家AdolfMartens(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),片状马氏体在金相观察中(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,板条状马氏体在金相观察中为细长的条状或板状。
奥氏体中含碳量≥1%的钢淬火后,马氏体形态为片状马氏体,当奥氏体中含碳量≤0.2%的钢淬火后,马氏体形状基本为板条马氏体。
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。
名称来历
马氏体就是以人名命名的:
对于学材料的人来说,“马氏体”的大名如雷贯耳,那么说到阿道夫·马滕斯又有几个人知道呢?
其实马氏体的“马”指的就是他了。
在铁碳组织中这样以人名命名的组织还有很多,今天我们就来说说这些名称和它们背后那些材料先贤的故事。
马氏体Martensite,如前所述命名自AdolfMartens(1850-1914)。
这位被称作马登斯或马滕斯的先生是一位德国的冶金学家。
他早年作为一名工程师从事铁路桥梁的建设工作,并接触到了正在兴起的材料检验方法。
于是他用自制的显微镜观察铁的金相组织,并在1878年发表了《铁的显微镜研究》,阐述金属断口形态以及其抛光和酸浸后的金相组织。
(这个工作我们现在做的好像也蛮多的。
)他观察到生铁在冷却和结晶过程中的组织排列很有规则(大概其中就有马氏体),并预言显微镜研究必将成为最有用的分析方法之一(有远见)。
他还曾经担任了柏林皇家大学附属机械工艺研究所所长,也就是柏林皇家材料试验所("StaatlicheMaterialprüfungsamt")的前身,他在那里建立了第一流的金相试验室。
1895年国际材料试验学会成立,他担任了副主席一职。
直到现在,在德国依然有一个声望颇高的奖项以他的名字命名。
马氏体的相变特性
martensitictransformation
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。
1895年法国人奥斯蒙(F.Osmond)为纪念德国冶金学家马滕斯(A.□artens),把这种组织命名为马氏体(□artensite)。
人们最早只把钢中由奥氏体转变为马氏体的相变称为马氏体相变。
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-□n、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(见固态相变)。
相变特征和机制
马氏体相变具有热效应和体积效应,相变过程是形核和长大的过程。
但核心如何形成,又如何长大,目前尚无完整的模型。
马氏体长大速率一般较大,有的甚至高达10□cm□s□。
人们推想母相中的晶体缺陷(如位错)的组态对马氏体形核具有影响,但目前实验技术还无法观察到相界面上位错的组态,因此对马氏体相变的过程,尚不能窥其全貌。
其特征可概括如下:
马氏体相变是无扩散相变之一,相变时没有穿越界面的原子无规行走或顺序跳跃,因而新相(马氏体)承袭了母相的化学成分、原子序态和晶体缺陷。
马氏体相变时原子有规则地保持其相邻原子间的相对关系进行位移,这种位移是切变式的(图1切变式位移示意)。
原子位移的结果产生点阵应变(或形变)(图2原子位移产生点阵应变)。
这种切变位移不但使母相点阵结构改变,而且产生宏观的形状改变。
将一个抛光试样的表面先划上一条直线,如图3a马氏体相变时的形状改变中的PQRS,若试样中一部分(A□B□C□D□-A□B□C□D□)发生马氏体相变(形成马氏体),则PQRS直线就折成PQ、QR□及R□S□三段相连的直线,两相界面的平面A□B□C□D□及A□B□C□D□保持无应变、不转动,称惯习(析)面。
这种形状改变称为不变平面应变(图3马氏体相变时的形状改变)。
形状改变使先经抛光的试样表面形成浮突。
由图4高碳钢中马氏体的表面浮突×600可见,高碳钢马氏体的表面浮突,它可由图5表面浮突示意,可见马氏体形成时,与马氏体相交的表面上发生倾动,在干涉显微镜下可见到浮突的高度以及完整尖锐的边缘(图6Co-30.5Ni合金形成六方马氏体时产生的表面浮突干涉图像)。
马氏体的惯习(析)面
马氏体相变时在一定的母相面上形成新相马氏体,这个面称为惯习(析)面,它往往不是简单的指数面,如镍钢中马氏体在奥氏体(γ)的{135}上最先形成(图7Fe-25Ni-0.3V-0.3C钢中的马氏体及其周围的奥氏体)。
马氏体形成时和母相的界面上存在大的应变。
为了部分地减低这种应变能,会发生辅助的变形,使界面改变如图7Fe-25Ni-0.3V-0.3C钢中的马氏体及其周围的奥氏体中由{135}变为{224}面。
图7Fe-25Ni-0.3V-0.3C钢中的马氏体及其周围的奥氏体中马氏体呈透镜状,它具有中脊面,是孪晶密度很高的面,即{135}□面,这些马氏体内部的孪晶是马氏体内的亚结构。
在铁基合金的马氏体中存在孪晶或(和)位错,在非铁合金中一般存在孪晶或层错。
由图7Fe-25Ni-0.3V-0.3C钢中的马氏体及其周围的奥氏体还可见到:
在马氏体周围的母相(奥氏体)中形成密度很高的位错,这是在马氏体相变时,母相发生协作形变而形成的。
由于马氏体相变时原子规则地发生位移,使新相(马氏体)和母相之间始终保持一定的位向关系。
在铁基合金中由面心立方母相γ变为体心立方(正方)
回火马氏体
中文名称:
回火马氏体
英文名称:
β-martensite
定义:
淬火马氏体回火时,碳已经部分地从固溶体中析出并形成了过渡碳化物的基体组织。
所属学科:
机械工程(一级学科);机械工程
(2)_热处理(二级学科);机械工程
(2)一般热处理名词(三级学科)
简介
片状马氏体经低温回火(150-250摄氏度)后,得到回火马氏体。
他具有针状特征。
低温回火(150-250℃)所得到的组织是回火马氏体,其性能是:
具有高的硬度(HRC58-64)和高的耐磨性,因内应力有所降低,故韧性有所提高。
这种回火方法主要用于刃具,量具,拉丝模以及其它要求硬而耐磨的零件。
钢淬火后的组织是马氏体及少量残余奥氏体,它们都是不稳定的组织,都有向稳定的组织(铁素体和渗碳体两相混合物)转变的倾向.但在室温下,原子活动能力很差,这种转变速度极慢.随着回火温度的升高,原子活动能力加强,组织转变便以较快的速度进行.由于组织的变化,钢的性能也发生相应的变化。
制作过程
按回火温度的不同,回火时淬火钢的组织转变可分为四个阶段。
1、80-200℃马氏体分解,当钢加热到约80℃时,其内部原子活动能力有所增加,马氏体中的过饱和碳开始逐步以碳化物的形式析出,马氏体中碳的过饱和程度不断降低,同时,晶格畸变程度也减弱,内应力有所降低。
这种由过饱和程度较低的马氏体和极细的碳化物所组成的组织,称为回火马氏体。
2、200-300℃残余奥氏体分解,当钢加热温度超过200℃时,马氏体继续分解,同时,残余奥氏体也开始分解,转变为下贝氏体或回火马氏体,到300℃时,残余奥氏体的分解基本结束。
3、300-400℃渗碳体的形成,钢在回火的这一阶段,从过饱和固溶体中析出的碳化物转变为颗粒状的渗碳体(Fe3C)。
当温度达到400℃时,α固溶体中过饱和的碳已基本完全析出,α-Fe晶格恢复正常,由过饱和固溶体转变为铁素体。
钢的内应力基本清除。
4、400℃以上渗碳体的聚集长大,在第三阶段结束时,钢内形成了细粒状渗碳体均匀分布在铁素体基体上的两相混合物,随着回火温度的升高,渗碳体颗粒不断聚集而长大.根据混合物中渗碳体颗粒大小,可将回火组织分为二种:
400-500℃内形成的组织,渗碳体颗粒很细小,称为回火屈氏体.温度升高到500-600℃时,得到细小的粒状渗碳体和铁素体的机械混合物,称为回火索氏体。
铁素体
中文名称:
铁素体
英文名称:
ferrite
定义:
铁或其内固溶有一种或数种其他元素所形成的晶体点阵为体心立方的固溶体。
所属学科:
机械工程(一级学科);机械工程
(2)_热处理(二级学科);机械工程
(2)一般热处理名词(三级学科)
介绍
铁素体(ferrite,缩写:
FN,用F表示)
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。
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,存在的范围小,一般很少见到。
碳溶入α-Fe中形成间隙固溶体,呈体心立方晶格结构,称为铁素体或α固溶体,用α或F表示,α常用在相图标注中,F在行文中常用。
室温下的铁素体的机械性能和纯铁相近。
编辑本段物理性质
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。
因此其性能几乎和纯铁相同,其数值如下:
抗拉强度180—280MN/平方米
屈服强度100—170MN/平方米
延伸率30--50%
断面收缩率70--80%
冲击韧性160—200J/平方厘米
硬度HB50—80
由此可见,铁素体的强度、硬度不高,但具有良好的塑性与韧性。
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。
(铁素体的居里点为770℃)
编辑本段备注
1:
体心立方晶格的晶胞是一个立方体,在体心立方晶胞的每个角上和晶胞中心都排列一个原子。
可见,体心立方晶胞每个角上的原子为相邻的八个晶胞所共有,每个晶胞实际上只占有1/8个原子。
而中心的原子却为该晶胞所独有。
所以,体心立方晶胞中原子数为8*1/8+1=2个。
碳原子存在于四面、八面体间隙。
渗碳体
中文名称:
渗碳体
英文名称:
cementite
定义:
晶体点阵为正交点阵,化学式近似于碳化三铁的一种间隙式化合物。
所属学科:
机械工程(一级学科);机械工程
(2)_热处理(二级学科);机械工程
(2)一般热处理名词(三级学科)
定义
(GB/T5611-1998)
渗碳体(cementite)——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。
分为一次渗碳体(从液体相中析出)、二次渗碳体(从奥氏体中析出)和三次渗碳体(从铁素体中析出)。
编辑本段分子结构
渗碳体的分子式为Fe3C,它是一种具有复杂晶格结构的间隙化合物。
它的含碳量为6.69%;熔点为1227℃左右;不发生同素异晶转变;但有磁性转变,它在230℃以下具有弱铁磁性,而在230℃以上则失去铁磁性;其硬度很高(相当于HB800),而塑性和冲击韧性几乎等于零,脆性极大。
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。
渗碳体是碳钢中主要的强化相,它的形状与分布对钢的性能有很大的影响。
同时Fe3C又是一种介(亚)稳定相,在一定条件下会发生分解。
编辑本段特点
它的含碳量为6.69%;熔点为1227℃左右;不发生同素异晶转变;但有磁性转变,它在230℃以下具有弱铁磁性,而在230℃以上则失去铁磁性;其硬度很高(相当于HB800),而塑性和冲击韧性几乎等于零,脆性极大。
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。
渗碳体是碳钢中主要的强化相,它的形状与分布对钢的性能有很大的影响。
同时Fe3C又是一种介(亚)稳定相,在一定条件下会发生分解:
Fe3C→3Fe+C,所分解出的单质碳为石墨。
渗碳体(Fe3C或Cm):
渗碳体是铁和碳形成的金属化合物,含碳量为6.67%(有些书上为6.69%),具有复杂的斜方晶体结构,熔点为1227℃。
在钢中,渗碳体以不同形态和大小的晶体出现在组织中,对钢的力学性能影响很大。
经3%~5%硝酸酒精溶液侵蚀后呈白亮色,若用苦味酸钠溶液热侵蚀,则被染成黑褐色,而铁素体仍为白色,由此可区别开铁素体和渗碳体。
渗碳体的硬度很高,达到HB800以上,脆性很大,强度和塑性很差。
经过不同的热处理,渗碳体可以成片状、粒状或断续网状。
在一定条件下(如高温长期停留或缓慢冷却),渗碳体可以分解而形成石墨状的自由碳:
Fe3C→3Fe+C(石墨)。
这一过程对于铸铁和石墨钢具有重要意义。
编辑本段分类及形态:
一次渗碳体(从液体相中析出)其呈白色条带状分布在莱氏体之间;
二次渗碳体(从奥氏体中析出),沿奥氏体晶界网状分布。
沿原始奥氏体晶界析出且呈网状分布,从而勾划出奥氏体晶界,故成网状的二次渗碳体。
当奥氏体转变成珠光体后,二次渗碳体便呈连续网状分布在珠光体的边界上。
三次渗碳体(从铁素体中析出),其分布在铁素体晶界上,但因量少、极分散,一般看不到。
共晶渗碳体是由液态铁碳合金中直接结晶出来的;由于液体原子活动能力强,故共晶渗碳体常以
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