珠光体转变2013课件.ppt

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1、第三章珠光体转变3.1珠光体的组织特征3.2珠光体的转变机制3.3珠光体的转变动力学3.4珠光体转变产物的机械性能珠光体的命名共析钢退火样品，在经过磨光、抛光与腐蚀（4%的硝酸酒精）后，会呈现出一种珠母贝色泽（motherofpearl），故称为珠光体（Pearlite)。珠光体表面呈现的珠母贝壳似的光泽，可能是由于试样表面的层状组织可以作为可见光的衍射光栅而产生的光栅衍射效果。MotherofPearl过冷奥氏体转变高温中温低温共析钢过冷奥氏体等温转变曲线A：奥氏体P：珠光体Ｂ：贝氏体Ｍ：马氏体共析钢

2、：A1~550℃，Fe、C原子均可扩散。共析分解成珠光体----铁素体与渗碳体两相层片状机械混合物。珠光体团(或领域)----片层方向大致相同的珠光体，在一个奥氏体晶粒内可以形成3～5个珠光体团。过冷奥氏体转变（1）高温转变（珠光体转变）（2）中温转变（贝氏体转变）550℃~230℃，C原子可扩散，Fe原子不能扩散。形成贝氏体----过饱和铁素体与渗碳体的非层片状混合物。①上贝氏体：550℃稍下形成，羽毛状。在平行铁素体板条间分布有不连续的杆状渗碳体。②下贝氏体：230℃稍上形成，针状。在针状铁素体内分

3、布有细小渗碳体。过冷奥氏体转变（3）低温转变（马氏体转变）非扩散型相变：Fe、C原子均不发生扩散，生成的马氏体与原奥氏体成分相同。马氏体：碳在α-Fe中的过饱和固溶体。马氏体相变是变温型相变，相变开始点Ms，终了点Mf。过冷奥氏体转变珠光体转变珠光体转变（高温转变）：冷却时奥氏体（）珠光体P(+Fe3C)的转变。共析相变：具有共析成分的单一母相在一定条件下分解生成两个或多个结构与成分不同的新相的过程。它是一种典型的扩散型相变。平衡转变：缓慢加热或冷却时发生的能获得符合平衡状态图的相变，其产物是符合

4、状态图的平衡组织。钢中产生珠光体的热处理工艺，退火或正火。3.1珠光体的组织特征珠光体：共析碳钢加热奥氏体化后缓慢冷却，在稍低于A1温度时分解铁素体和渗碳体的混合物。其典型形态：片状或层状珠光体片层间距S01.片状珠光体珠光体的片层间距大小主要取决于珠光体的形成温度。在连续冷却条件下，冷却速度愈大，珠光体的形成温度愈低，即过冷度愈大，则片层间距就愈小。T,S0珠光体片层间距：1.片状珠光体T↓，C扩散速度↓，C原子迁移距离↓，只能形成片间距小的PP形成时，F和Fe3C的界面形成使界面能↑，S0越小

5、，增加界面能越多，界面能由A和P自由能差提供。T越大，提供自由能差越大，增加界面能越多，故片间距有可能越小T,S0原因1.片状珠光体T一定时若S0过大，原子所需扩散的距离就要增大，这将使转变发生困难。若S0过小，由于相界面面积增大，使界面能增大，这时ΔGV不变，这会使相变驱动力降低，也会使相变不易进行。所以一定的ΔT对应一定的S0。T,S0原因1.片状珠光体过冷奥氏体在连续冷却过程中分解，珠光体是在一个温度范围内形成的，则在高温形成的珠光体较粗低温形成的珠光体较细。这种珠光体组织的不均匀

6、将导致机械性能的不均匀，从而影响钢的切削加工性能。因此，应采用一定温度的等温处理(等温正火或等温退火)的方法，来获得粗细相近的珠光体组织，以提高钢的切削性能。奥氏体晶粒大小对珠光体的片层间距没有明显影晌，但影响珠光体团的大小。随珠光体片层间距的减小，珠光体中渗碳体片的厚度减薄。S0一定时，随钢中C，渗碳体片也将变薄。珠光体片层间距：1.片状珠光体根据S0的大小，珠光体分为三类：A1-650℃150-450nm片状珠光体650-600℃80-150nm索氏体(英国H.C.Sorby(1826～1908)

7、)600-550℃30-80nm屈氏体(法国L.J.Troost)片间距约为450～150nm，形成于A1～650℃温度范围内。在光学显微镜下可清晰分辨出铁素体和渗碳体片层状组织形态。5～25HRC。光镜形貌电镜形貌珠光体形貌像珠光体（P）片间距约为150～80nm，形成于650～600℃温度范围内。只有在800倍以上光学显微镜下观察才能分辨出铁素体和渗碳体片层状组织形态。细片状P－索氏体，25～36HRC。光镜形貌电镜形貌索氏体形貌像索氏体(S)片间距约为80～30nm，形成于600～550℃温度范围

8、内。在光学显微镜下已很难分辨出铁素体和渗碳体片层状组织形态。极细片状的P-屈氏体,35～40HRC。电镜形貌光镜形貌屈氏体形貌像屈氏体（T）珠光体、索氏体和屈氏体比较珠光体索氏体屈氏体珠光体、索氏体、屈氏体之间无本质区别，都是由铁素体和渗碳体片层相间组织，其形成温度也无严格界线，只是其片层厚薄和片间距不同。粒状珠光体：渗碳体以粒状分布于铁素体基体中。它一般通过特定的热处理获得。渗碳体颗粒大小、形状与所采用的热处理工艺（球化回火处理）有关。片