1. 名詞解析:鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體、萊氏體
1、鐵素體是碳溶解在α-Fe中的間隙固溶體,常用符號F表示。具有體心立方晶格,其溶碳能力很低,常溫下僅能溶解為0.0008%的碳,在727℃時最大的溶碳能力為0.02%。 稱為鐵素體或α固溶體,用α或F表示,α常用在相圖標注中,F在行文中常用。亞共析成分的奧氏體通過先共析析出形成鐵素體。
2、奧氏體(Austenite)是鋼鐵的一種層片狀的顯微組織, 通常是ɣ-Fe中固溶少量碳的無磁性固溶體,也稱為沃斯田鐵或ɣ-Fe。奧氏體的名稱是來自英國的冶金學家羅伯茨·奧斯汀(William Chandler Roberts-Austen)。
3、滲碳體(cementite)是鐵與碳形成的金屬化合物,其化學式為Fe3C。滲碳體的含碳量為ωc=6.67%,熔點為1227℃。其晶格為復雜的正交晶格,硬度很高HBW=800,塑性、韌性幾乎為零,脆性很大。
4、珠光體是鐵素體和滲碳體一起組成的機械混合物用符號「P」表示。碳素鋼中珠光體組織的平均碳含量約為0.77% 。它的力學性能介於鐵素體和滲碳體之間,即其強度、硬度比鐵素體顯著增高,塑性、韌性比鐵素體要差,但比滲碳體要好得多。
5、萊氏體是鋼鐵材料基本組織結構中的一種,常溫下為珠光體、滲碳體和共晶滲碳體的混合物。 由液態鐵碳合金發生共晶轉變形成的奧氏體和滲碳體所組成,其含碳量為ωc=4.3%。萊氏體是1882年阿道夫·萊德布爾發現的。
2. 什麼叫鐵素體,奧氏體,珠光體,滲碳體,萊氏體
鐵素體是碳溶解在α-Fe中的間隙固溶體,常用符號F表示。具有體心立方晶格,其溶碳能力很低,常溫下僅能溶解為0.0008%的碳,在727℃時最大的溶碳能力為0.02%。 稱為鐵素體或α固溶體,用α或F表示,α常用在相圖標注中,F在行文中常用。亞共析成分的奧氏體通過先共析析出形成鐵素體。、
鐵素體晶界圓滑,晶內很少見孿晶或滑移線,顏色淺綠、發亮,深腐蝕後發暗。鋼中鐵素體以片狀、塊狀、針狀和網狀存在。[1]
這部分鐵素體稱為先共析鐵素體或組織上自由的鐵素體。隨形成條件不同,先共析鐵素體具有不同形態,如等軸形、沿晶形、紡錘形、鋸齒形和針狀等。鐵素體還是珠光體組織的基體。在碳鋼和低合金鋼的熱軋(正火)和退火組織中,鐵素體是主要組成相;鐵素體的成分和組織對鋼的工藝性能有重要影響,在某些場合下對鋼的使用性能也有影響。
碳溶入δ-Fe中形成間隙固溶體,呈體心立方晶格結構,因存在的溫度較高,故稱高溫鐵素體或δ固溶體,用δ表示,在1394℃以上存在,
在1495℃時溶碳量最大。碳的質量分數為0.09%。
奧氏體(Austenite)是鋼鐵的一種顯微組織,通常是ɣ-Fe中固溶少量碳的無磁性固溶體,也稱為沃斯田鐵或ɣ-Fe。奧氏體的名稱是來自英國的冶金學家羅伯茨·奧斯汀(William Chandler Roberts-Austen)。
奧氏體塑性很好,強度較低,具有一定韌性,不具有鐵磁性。奧氏體因為是面心立方,四面體間隙較大,可以容納更多的碳。
奧氏體一般由等軸狀的多邊形晶粒組成,晶粒內有孿晶。在加熱轉變剛剛結束時的奧氏體晶粒比較細小,晶粒邊界呈不規則的弧形。經過一段時間加熱或保溫,晶粒將長大,晶粒邊界可趨向平直化。鐵碳相圖中奧氏體是高溫相,存在於臨界點A1溫度以上,是珠光體逆共析轉變而成。當鋼中加入足夠多的擴大奧氏體相區的化學元素時,Ni、Mn等,則可使奧氏體穩定在室溫,如奧氏體鋼。
珠光體是由奧氏體發生共析轉變同時析出的,鐵素體與滲碳體片層相間的組織,是鐵碳合金中最基本的五種組織之一。代號為P。得名具有珍珠般(pearl-like)的光澤。珠光體,或稱波來鐵,英文為pearlite,是鋼鐵的一種由鐵素體和雪明碳鐵構成的層狀組織。波來鐵中通常含有88%的肥粒鐵和12%的雪明碳鐵,整體的含碳量約為0.8%。波來鐵組織在鋼的顯微組織中是最常見的。
碳體(cementite)是鐵與碳形成的金屬化合物,其化學式為Fe3C。滲碳體的含碳量為ωc=6.69%,熔點為1227℃。其晶格為復雜的正交晶格,硬度很高HBW=800,塑性、韌性幾乎為零,脆性很大。
在鐵碳合金中有不同形態的滲碳體,其數量、形態與分布對鐵碳合金的性能有直接影響。分為一次滲碳體(從液體相中析出)、二次滲碳體(從奧氏體中析出)和三次滲碳體(從鐵素體中析出)。
滲碳體的分子式為 Fe3C ,它是一種具有復雜晶格結構的間隙化合物。它的含碳量為6.69%;熔點為1227℃左右;不發生同素異晶轉變;但有磁性轉變,它在230℃以下具有弱鐵磁性,而在230℃以上則失去鐵磁性;其硬度很高(相當於HB800),而塑性和沖擊韌性幾乎等於零,脆性極大。
滲碳體不易受硝酸酒精溶液的腐蝕,在顯微鏡下呈白亮色,但受鹼性苦味酸鈉的腐蝕,在顯微鏡下呈黑色。滲碳體的顯微組織形態很多,在鋼和鑄鐵中與其他相共存時呈片狀、粒狀、網狀或板狀。
滲碳體是碳鋼中主要的強化相,它的形狀與分布對鋼的性能有很大的影響。同時Fe3C又是一種介(亞)穩定相,在一定條件下會發生分解:Fe3C→3Fe+C,所分解出的單質碳為石墨。
滲碳體(Fe3C或Cm):滲碳體是鐵和碳形成的金屬化合物,含碳量為6.67%(有些書上為6.69%),具有復雜的斜方晶體結構,熔點為1227℃。在鋼中,滲碳體以不同形態和大小的晶體出現在組織中,對鋼的力學性能影響很大。 經3%~5%硝酸酒精溶液侵蝕後呈白亮色,若用苦味酸鈉溶液熱侵蝕,則被染成黑褐色,而鐵素體仍為白色,由此可區別開鐵素體和滲碳體。滲碳體的硬度很高,達到HB800以上,脆性很大,強度和塑性很差。經過不同的熱處理,滲碳體可以成片狀、粒狀或斷續網狀。在一定條件下(如高溫長期停留或緩慢冷卻),滲碳體可以分解而形成石墨狀的自由碳:Fe3C→3Fe + C(石墨)。這一過程對於鑄鐵和石墨鋼具有重要意義。
萊氏體是鋼鐵材料基本組織結構中的一種,常溫下為珠光體、滲碳體和共晶滲碳體的混合物。由液態鐵碳合金發生共晶轉變形成的奧氏體和滲碳體所組成,其含碳量為ωc=4.3%。是1882年阿道夫·萊德布爾發現的。
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