CH5珠光体转变与钢在冷却过程中的高温转变PPT(10级).ppt

第五章 珠光体转变与钢在冷却过程中的高温转变 本章内容提要 珠光体(P)的组织形态、晶体结构 珠光体形成的热力学条件、形成过程、形成机制 亚(过)共析钢的珠光体转变、先共析相的析出条件 珠光体转变动力学和影响因素 珠光体的力学性能、影响力学性能的因素 合金钢过冷A的高温分解产物，非铁合金中的共析转变。 本章要求 珠光体(P)的形态：片状珠光体和粒状珠光体；珠光体片间距及其与过冷度的关系。 珠光体形成的两个基本过程、热力学、形成机制 碳的扩散过程（片状珠光体的长大机制）、片状珠光体转为粒状珠光体机制 亚(过)共析钢的珠光体转变、先共析相的析出条件、形态 共析钢珠光体转变动力学图的分析、非共析钢与共析钢珠光体转变动力学图的异同。影响珠光体转变动力学因素 珠光体的力学性能、影响力学性能的因素、片状珠光体和粒状珠光体在力学性能的差异。 5.1 珠光体组织 珠光体类转变是过冷奥氏体在临界温度A1以下比较高的温度范围内进行的转变，将分解为铁素体与渗碳体的混合物，又称高温转变。产物为珠光体(Pearlite)。 铁素体和渗碳体两相的含碳量、晶体结构相差悬殊且与奥氏体截然不同，转变时必然发生C的扩散和晶格的改组，因此珠光体转变是典型的扩散型相变。 根据奥氏体化温度和奥氏体化程度不同，过冷奥氏体可形成片状珠光体和粒状珠光体，前者渗碳体呈片状，后者渗碳体呈粒状。 一、片状珠光体的形态 1. 概念 片状珠光体：共析成分的过冷奥氏体缓冷到A1以下时，将分解得到的铁素体与渗碳体层片相间的机械混合物； 珠光体团：片状珠光体的片层位向大致相同的区域(链接)。在一个奥氏体晶粒内，可有几个珠光体团。 珠光体片间距：珠光体团中相邻的两片渗碳体(或铁素体)中心之间的距离称为珠光体的片间距，用S0表示。 片状珠光体 2、珠光体片间距 珠光体片间距的大小主要取决于P的形成温度，即过冷度。 碳钢中的珠光体片间距与过冷度的关系如下： S0 = C /△T 其中：C=8.02×103(nm·K)；S0：珠光体的片间距(nm)；△T：过冷度。 T↓，△T↑，S0↓，与A晶粒大小无关。 珠光体形貌像 3、片状珠光体分类 生产上根据珠光体片间距的大小，可将珠光体类型组织分为三种：珠光体、索氏体、屈氏体 ① 珠光体（P）： 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。 索氏体形貌像 ②索氏体(S)： 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，25～35HRC。 屈氏体形貌像 ③屈氏体（T）： 片间距约为80～30nm，形成于600～550℃温度范围内。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。 珠光体、索氏体和屈氏体TEM形貌比较 4. 非铁合金的共析转变 Cu－Al合金 β → α ＋ γ Al% 11.8 9.4 15.6 Cu3Al Cu Cu32Al19 Zn－Al合金 α’ → α ＋ β fcc bcc hcp 二、粒（球）状珠光体 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有关。渗碳体颗粒的多少与WC有关。 在高碳钢中按渗碳体颗粒大小将粒状珠光体分为粒状P、细粒状P、点状P。（T8、T12钢） 其他类型的珠光体，如碳化物呈纤维状和针状。 5.1.2 珠光体的亚结构和晶体学 一. 珠光体的结构及亚结构 珠光体本质上都是由过冷奥氏体共析分解形成的铁素体和渗碳体（或碳化物）的有机结合体。其中铁素体的晶体结构为体心立方；渗碳体的晶体结构为复杂斜方结构。 退火状态下的珠光体中，铁素体内具有位错类亚结构，位错密度较小，位错密度约为107～108/cm2，在一片铁素体中存在有亚晶界，构成许多亚晶粒。渗碳体中位错密度更小。 片状珠光体中铁素体与渗碳体片两相交界处