鋼的珠光體轉(zhuǎn)變

1、鋼的珠光體轉(zhuǎn)變第1頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四奧氏體冷卻過(guò)程中發(fā)生的轉(zhuǎn)變按發(fā)生轉(zhuǎn)變的溫度范圍可分為：高溫轉(zhuǎn)變：Fe，C原子能充分?jǐn)U散（珠光體轉(zhuǎn)變）中溫轉(zhuǎn)變：Fe難以擴(kuò)散，C原子能擴(kuò)散（貝氏體轉(zhuǎn)變）低溫轉(zhuǎn)變：Fe、C原子均不能充分?jǐn)U散（馬氏體轉(zhuǎn)變）第2頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四3.1 珠光體的組織特征 鐵素體和滲碳體兩相的含碳量、晶體結(jié)構(gòu)相差懸殊且與奧氏體截然不同，轉(zhuǎn)變時(shí)必然發(fā)生C的擴(kuò)散和晶格的改組，因此珠光體轉(zhuǎn)變是典型的擴(kuò)散型相變。 根據(jù)奧氏體化溫度和奧氏體化程度不同，過(guò)冷奧氏體可形成片狀珠光體和粒狀珠光體，前者滲碳體呈片狀，后者滲

2、碳體呈粒狀。第3頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四珠光體的發(fā)現(xiàn)Henry Clifton Sorby1864年，Sorby首先在炭素鋼中觀察到。珠光體組織第4頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 一、片狀珠光體 共析成分的奧氏體冷卻到A1以下時(shí)，將分解為鐵素體與滲碳體的混合物，稱為珠光體。 1. 概念 片狀珠光體：過(guò)冷奧氏體緩冷所得的鐵素體與滲碳體呈層片相間組織； 珠光體團(tuán)：片狀珠光體的片層位向大致相同的區(qū)域稱為珠光體團(tuán)，在一個(gè)奧氏體晶粒內(nèi)，可有幾個(gè)珠光體團(tuán)。 珠光體片間距：珠光體團(tuán)中相鄰的兩片滲碳體(或鐵素體)中心之間的距離稱為珠光體的片間距，用

3、S0表示。第5頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四P團(tuán)原A晶界圖3-2S0Fe3C圖3-1第6頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四片狀珠光體金相形態(tài)電鏡形態(tài)第7頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 珠光體（P）: Pearlite 片間距約為450150nm，形成于A1650溫度范圍內(nèi)。在光學(xué)顯微鏡下可清晰分辨出鐵素體和滲碳體片層狀組織形態(tài)。光鏡形貌電鏡形貌珠 光 體 形 貌 像 2、片狀珠光體分類 生產(chǎn)上根據(jù)珠光體片間距的大小，可將珠光體類型組織分為三種:第8頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 索氏體(

4、S):Sorbite 片間距約為15080nm，形成于650600溫度范圍內(nèi)。只有在800倍以上光學(xué)顯微鏡下觀察才能分辨出鐵素體和滲碳體片層狀組織形態(tài)。細(xì)片狀P索氏體。光鏡形貌電鏡形貌索 氏 體 形 貌 像第9頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 屈氏體（T）: Troostite 片間距約為8030nm，形成于600550溫度范圍內(nèi)。在光學(xué)顯微鏡下已很難分辨出鐵素體和滲碳體片層狀組織形態(tài)。極細(xì)片狀的P-屈氏體。電鏡形貌光鏡形貌 屈 氏 體 形 貌 像第10頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四珠光體、索氏體和屈氏體比較珠光體索氏體屈氏體 珠光體、索氏

5、體、屈氏體之間無(wú)本質(zhì)區(qū)別，都是出鐵素體和滲碳體片層相間組織，其形成溫度也無(wú)嚴(yán)格界線，只是其片層厚薄和片間距不同。 第11頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四3 影響珠光體片間距的因素 珠光體片層間距S0的大小，取決于過(guò)冷度T而與原奧氏體晶粒尺寸大小無(wú)關(guān)。 原因： 1. 在一定的過(guò)冷度下，若S0過(guò)大，原子所需擴(kuò)散的距離就要增大，這將使轉(zhuǎn)變發(fā)生困難。 2. 若S0過(guò)小，由于相界面面積增大，使界面能增大，這時(shí)GV不變，這會(huì)使相變驅(qū)動(dòng)力降低，也會(huì)使相變不易進(jìn)行。所以一定的T對(duì)應(yīng)一定的 S0 。第12頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四第13頁(yè)，共67頁(yè)，20

6、22年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四位向關(guān)系第14頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四鐵素體與奧氏體位向關(guān)系亞共析鋼中先共析鐵素體與奧氏體位向關(guān)系（K-S關(guān)系）滲碳體與奧氏體位向關(guān)系比較復(fù)雜第15頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四第16頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四第17頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 二、粒（球）狀珠光體 粒狀珠光體：滲碳體以粒狀分布于鐵素體基體中。它一般通過(guò)特定的熱處理獲得。滲碳體顆粒大小、形狀與所采用的熱處理工藝有關(guān)。滲碳體顆粒的多少與WC有關(guān)。 在高碳鋼中按滲碳體顆

7、粒大小將粒狀珠光體分為粒狀P、細(xì)粒狀P、點(diǎn)狀P。 其他類型的珠光體，如碳化物呈纖維狀和針狀。 第18頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四3.2 珠光體轉(zhuǎn)變的機(jī)理 一、珠光體形成的兩個(gè)基本過(guò)程 珠光體轉(zhuǎn)變過(guò)程包括兩個(gè)同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程： （1）通過(guò)碳原子的擴(kuò)散使奧氏體分解為高碳的Fe3C和低碳的F； （2）通過(guò)鐵原子的擴(kuò)散發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)的改組。過(guò)程如下（ A冷至Ar1 以下 ）： A P（F Fe3C） 面心 體心 復(fù)雜斜方 0.77% 0.0218% 6.69% 第19頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 二、珠光體轉(zhuǎn)變的領(lǐng)先相 珠光體轉(zhuǎn)變是有奧氏體分解為

8、鐵素體與滲碳體，必然存在一個(gè)先析出相。珠光體形成的領(lǐng)先相取決于化學(xué)成分。亞共析鋼F（因?yàn)镻中的F與F先的位向相同）過(guò)共析鋼 Fe3C（因?yàn)橹蠪e3C和Fe3C先位向相同且組織上連續(xù)）共析鋼 Fe3C（A中未溶Fe3C將促進(jìn)P的形成，而先共析F存在則無(wú)明顯影響） 過(guò)冷度小，滲碳體是領(lǐng)先相；過(guò)冷度大，鐵素體是領(lǐng)先相。第20頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 一、片狀珠光體形成過(guò)程 共析成分的奧氏體，在臨界點(diǎn)以下發(fā)生如下轉(zhuǎn)變： A F + Fe3C 片狀珠光體形成依賴于擴(kuò)散，以得到所需要的濃度變化以及結(jié)構(gòu)變化，轉(zhuǎn)變也是一個(gè)形核和長(zhǎng)大的過(guò)程。 3.2.2 珠光體的形成過(guò)程 第2

9、1頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四1. 形核一般情況下在奧氏體晶界處奧氏體化溫度低時(shí)，可在奧氏體晶內(nèi)形核第22頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四Fe3C形狀：小薄片（應(yīng)變能小，表面積大，容易接受到原子）新相形狀與彈性應(yīng)變能之間關(guān)系第23頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 2、 長(zhǎng)大 Fe3C薄片向縱向、橫向長(zhǎng)大，不斷吸收周圍碳原子 在Fe3C兩側(cè)或奧氏體晶界上貧碳區(qū)，形成F核Fe3C縱向長(zhǎng)大(橫向已不可能)，F(xiàn)縱向長(zhǎng)大、橫向長(zhǎng)大，于F側(cè)的同一位向形成Fe3C，在同一位向交替形成F與Fe3C，形成一個(gè)珠光體團(tuán)。 在不同位向

10、形成另一個(gè)珠光體團(tuán)珠光體團(tuán)互相接觸，轉(zhuǎn)變結(jié)束。 片狀P的長(zhǎng)大方式：（1）交替形核、縱向長(zhǎng)大； （2）橫向長(zhǎng)大；（3）分枝形式長(zhǎng)大。第24頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 3、片狀珠光體長(zhǎng)大碳的擴(kuò)散機(jī)制 CA/F：F/A界面上A一側(cè)的碳濃度 CA/ Fe3c ：Fe3C/A界面上A一側(cè)的碳濃度 CA：原A中的碳濃度 CF/A： F/A界面上F一側(cè)的碳濃度 CF/ Fe3c ：F/Fe3C界面上F一側(cè)的碳濃度 C Fe3c ：Fe3C的碳濃度為6.69% CA/F Fe3C FA1CACA/ F T C Fe3cFTACA/Fe3cCF/ACF /Fe3cACA/ Fe3

11、CCA/Fe3C，造成碳從A/F界面擴(kuò)散到A/Fe3C界面，這便破壞了界面平衡，使CA/F,CA/Fe3C，進(jìn)而導(dǎo)致F長(zhǎng)大(使CA/F )，F(xiàn)e3C長(zhǎng)大(使CA/Fe3C )。 （b）由遠(yuǎn)離P區(qū)擴(kuò)散 因?yàn)镃A/FCACA/Fe3C，F(xiàn)前沿的碳將向遠(yuǎn)處擴(kuò)散，而遠(yuǎn)處的碳(濃度為CA)將擴(kuò)散至Fe3C前，使F、Fe3C長(zhǎng)大。 （c）鐵素體中C的擴(kuò)散 如圖，因?yàn)镃F/ACF/Fe3C ，這就造成F內(nèi)部的碳的擴(kuò)散，使F前沿碳濃度下降，有利于F長(zhǎng)大，F(xiàn)e3C長(zhǎng)大。 第26頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四第27頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四第28頁(yè)，共6

12、7頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 由于形成了/，/Fe3C相界面，在相界面前沿相中產(chǎn)生濃度差C- C-k ，從而引起碳原子由前沿向Fe3C前沿?cái)U(kuò)散，擴(kuò)散的結(jié)果破壞了相界面的碳濃度平衡，為了恢復(fù)碳濃度平衡，滲碳體和鐵素體就要向奧氏體中縱向長(zhǎng)大。珠光體的縱向長(zhǎng)大：第29頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四第30頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四第31頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 4、鐵原子的自擴(kuò)散 珠光體轉(zhuǎn)變時(shí)，晶體點(diǎn)陣的改組是通過(guò)鐵原子自擴(kuò)散完成的。 綜上所述，珠光體轉(zhuǎn)變時(shí)珠光體團(tuán)的形成是鐵素體與滲碳體

13、橫向沿奧氏體晶界或沿已形成的珠光體團(tuán)界交替形核、縱向長(zhǎng)大的結(jié)果。 第32頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 二、粒狀珠光體形成機(jī)制 粒狀珠光體一般通過(guò)特定的熱處理獲得。生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的球化退火、淬火高溫回火，即通過(guò)下述方法得到粒狀珠光體。 (1) 低的奧氏體化溫度，短的保溫時(shí)間，加熱轉(zhuǎn)變未充分，有較多的未溶滲碳體粒子。 (2) AP臨界點(diǎn)下高的等溫溫度，長(zhǎng)的等溫保溫時(shí)間，冷卻速度極慢，以得到粒狀珠光體。 （3）淬火高溫回火（調(diào)質(zhì)處理）特定的熱處理?xiàng)l件是：第33頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四4.3 珠光體轉(zhuǎn)變機(jī)理二.粒狀珠光體的形成機(jī)制 片狀P

14、長(zhǎng)時(shí)間保溫略低于A1粒狀P球化退火片狀P加熱略高于A1A未溶Fe3C保溫A粒狀Fe3C緩冷粒狀P球化條件： 加熱時(shí)：A化溫度低，保溫時(shí)間短 冷卻時(shí)：P化溫度高，保溫時(shí)間長(zhǎng)第34頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四第35頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四第36頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 Growth of pearlite from austenite: Reaction rate increases with DT.EUTECTOID TRANSFORMATION RATE DT第37頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月2

15、0日，13點(diǎn)42分，星期四 Eutectoid composition, Co = 0.77wt%C Begin at T 727C Rapidly cool to 625C and hold isothermally. Cooling to lower temperatures results in finer microstructuresEX: COOLING HISTORY Fe-C SYSTEM第38頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 Ttransf just below TE -Larger T: diffusion is faster -Pearlite

16、is coarser.Two cases: Ttransf well below TE -Smaller T: diffusion is slower -Pearlite is finer.PEARLITE MORPHOLOGY第39頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 Reaction rate is a result of nucleation and growth of crystals. Examples:NUCLEATION AND GROWTHNucleation rate increases with DTGrowth rate increases with

17、 T第40頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 一、先共析相的析出條件 Fe-Fe3C相圖中GS、ES線的延長(zhǎng)線SG、SE具有一定的意義，GSG 、ESE線把相圖分成四個(gè)區(qū)： GSE以上為A區(qū) GSE以左為先共析F析出區(qū) ESG以右為先共析Fe3C析出區(qū) ESG以下為偽共析P析出區(qū)。 右圖為先共析相及偽共析組織形成范圍亞（過(guò)）共析鋼的轉(zhuǎn)變第41頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四一、偽共析轉(zhuǎn)變 定義：非共析成分的被過(guò)冷到ES延長(zhǎng)線SE與GS延長(zhǎng)線SG ，可以不先析出先共析相而直接分解為F與Fe3C混合物與共析轉(zhuǎn)變相似。轉(zhuǎn)變條件：亞共析鋼或過(guò)共析鋼快冷

18、并在ES延長(zhǎng)線E與GS延長(zhǎng)線SG區(qū)保溫組織：也稱為 特點(diǎn)：分解機(jī)制和分解產(chǎn)物的組織特征與轉(zhuǎn)變完全相同。但和Fe3C量與不同，隨升高，F(xiàn)e3C量增加。第42頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四先共析F析出：三.亞（過(guò)）共析鋼的珠光體轉(zhuǎn)變 A在SE與GS所包圍區(qū)域內(nèi)析出先析F相。 A1C%TT1GSEEG偽共析先析F先析Fe3C先共析滲碳體析出：先共析轉(zhuǎn)變完成后，在SE SG內(nèi)剩余A發(fā)生偽共析轉(zhuǎn)變T2A在SG與ES所包圍區(qū)域內(nèi)析出先析Fe3C。PPPT2T2T2Fe3C+PPF+PT1T1T1轉(zhuǎn)變產(chǎn)物轉(zhuǎn)變溫度合金合金合金成分第43頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)4

19、2分，星期四偽共析轉(zhuǎn)變應(yīng)用：1）加快冷速，提高P偽量，有助提高低碳鋼的強(qiáng)度。2）通過(guò)快冷抑制過(guò)共析鋼中網(wǎng)狀滲碳體的析出冷速越快，轉(zhuǎn)變溫度越低，先析相越少，P偽越多。第44頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四亞共析鋼先共析F的形態(tài)過(guò)共析鋼先共析Fe3C的形態(tài)網(wǎng)狀片狀等軸狀（塊狀）網(wǎng)狀片狀A(yù)晶粒細(xì)小，轉(zhuǎn)變溫度較高（或慢冷）A晶粒粗大，轉(zhuǎn)變溫度較低（或快冷）A晶粒粗大，冷速適中魏氏組織 片（針）狀F（或Fe3C）P 顯著降低鋼的力學(xué)性能，特別是塑韌性， 必須消除 采用細(xì)化晶粒的正火，退火或鍛造必須消除第45頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四四、鋼中的魏氏

20、組織 工業(yè)上將具有先共析片(針)狀鐵素體或針(片)狀滲碳體加珠光體的組織，都稱為魏氏組織。前者稱為鐵素體（-Fe）魏氏組織，后者稱為滲碳體魏氏組織。某低碳鋼氣焊熱影響區(qū)過(guò)熱段出現(xiàn)的粗大針狀魏氏鐵素體組織第46頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四3.3 珠光體轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)3.3.1 形核率 形成溫度較高時(shí)，擴(kuò)散較易，形核功起主導(dǎo)作用，由于溫度降低，形核功下降，故形核率增加。至一定溫度時(shí)，擴(kuò)散起主導(dǎo)作用，溫度降低，擴(kuò)散困難，形核率下降。第47頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 形核率隨轉(zhuǎn)變溫度的降低先增后減，在550附近有一極大值。圖3-8 形核率與轉(zhuǎn)

21、變溫度的關(guān)系550第48頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四3.3.2 長(zhǎng)大速度圖3-8 長(zhǎng)大速度與轉(zhuǎn)變溫度的關(guān)系550 長(zhǎng)大速度隨轉(zhuǎn)變溫度的降低也是先增后減，在550附近也有一極大值。第49頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 形核率和長(zhǎng)大速度隨T ，先后。原因：（1） T ，T ，驅(qū)動(dòng)力Gv ，有利P形核長(zhǎng)大；（2） T ， T ，A中濃度梯度，P片間距， 有利P形核長(zhǎng)大；（3） T ， T ，原子活動(dòng)能力 ，不利形核。 以上三者共同作用，曲線出現(xiàn)極值。第50頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四3. 形核率和長(zhǎng)大速度與轉(zhuǎn)變時(shí)

22、間的關(guān)系當(dāng)轉(zhuǎn)變溫度一定時(shí)，珠光體的形核率I與轉(zhuǎn)變時(shí)間的關(guān)系如圖所示，隨轉(zhuǎn)變時(shí)間延長(zhǎng)，形核率I逐漸增大。而等溫保持時(shí)間對(duì)珠光體的長(zhǎng)大速度G則無(wú)明顯的影響。第51頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四三、影響珠光體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)的因素1.化學(xué)成分的影響(1)C%a)亞共析鋼：C%增加，先析F形核率降低，F(xiàn)長(zhǎng)大需要擴(kuò)散離去的C%增高，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w的孕育期增大，導(dǎo)致珠光體轉(zhuǎn)變速度降低。b)過(guò)共析鋼：C%增加，F(xiàn)e3C的形核率增加，孕育期減小，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w的孕育期減小，導(dǎo)致奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w的轉(zhuǎn)變速度提高。第52頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四(

23、2)合金成分的影響除Co、Al外，合金元素的加入均不同程度的降低珠光體的轉(zhuǎn)變速度。Ni：減低G與N,過(guò)冷度較小時(shí)，影響較大。Cr：過(guò)冷度較大時(shí)顯著降低G，使TnMo (W)：劇烈降低G與N，使Tn明顯上移。Mn：T較小時(shí)，對(duì)G影響不明顯； T較大時(shí)，顯著降低GCo：N 、G 第53頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四2.加熱溫度和時(shí)間的影響（影響A成分和狀態(tài)） 奧氏體成分不均勻，珠光體轉(zhuǎn)變的形核率高，C原子擴(kuò)散速度高，長(zhǎng)大速度快； 未溶Fe3C多，可作為領(lǐng)先相晶核存在使珠光體轉(zhuǎn)變的形核率提高，加速其長(zhǎng)大速度。 奧氏體化溫度高時(shí)間長(zhǎng)，奧氏體晶粒粗大且?jiàn)W氏體化均勻，使“C”曲

24、線右移，珠光體轉(zhuǎn)變的孕育期、形核率和長(zhǎng)大速度均降低，珠光體形成速度降低。3.奧氏體晶粒度的影響 奧氏體晶粒細(xì)小，單位體積內(nèi)晶界面積增大，珠光體形核部位增多，促進(jìn)珠光體形成。亦促進(jìn)先共析鐵素體和先共析滲碳體的析出。第54頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四4.應(yīng)力和塑性變形的影響 奧氏體化時(shí)拉應(yīng)力或塑性變形，易使點(diǎn)陣畸變和位錯(cuò)增高，促進(jìn)C、Fe原子擴(kuò)散及點(diǎn)陣重構(gòu)，促進(jìn)珠光體的形核長(zhǎng)大。奧氏體化時(shí)壓應(yīng)力，原子遷移阻力增大，C、Fe原子擴(kuò)散困難，減慢珠光體形成速度。第55頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四3.4 P轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的力學(xué)性能 與成分和熱處理工藝有

25、關(guān)各相的含量和組織形態(tài); 對(duì)于片狀P，由層片間距決定； 不同形態(tài)P，性能不同; 先共析F和Fe3C含量不同，性能不同。第56頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四3.4.1 共析成分P的力學(xué)性能 與P的片間距、P團(tuán)直徑、P中F的亞結(jié)構(gòu)有關(guān) 由A化溫度和P形成溫度決定。 P片間距越小，強(qiáng)度、硬度、塑性均升高（為什么？） P團(tuán)直徑越小，強(qiáng)度、塑性如何變化？ 問(wèn)題：連續(xù)冷卻發(fā)生P轉(zhuǎn)變時(shí)，是否對(duì)性能有利？1片狀P第57頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 1、片狀珠光體 屈服強(qiáng)度: s =139+46.4S-1 斷裂強(qiáng)度: f =436.5+98.1S-1 珠

26、光體的力學(xué)性能 片間距，強(qiáng)度和硬度，同時(shí)塑性和韌性有所改善第58頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 在成分相同的條件下，與片狀珠光體相比，粒狀珠光體的強(qiáng)度、硬度稍低，而塑性較高。 其主要原因是：粒狀珠光體中鐵素體與滲碳體的相界面較片狀珠光體少，強(qiáng)度和硬度稍低；而鐵素體呈連續(xù)分布，滲碳體呈粒狀分散在鐵素體基體上，對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用較小，使塑性提高。滲碳體分布愈細(xì)，硬度強(qiáng)度愈高，分布愈均勻，韌性愈好.2粒狀珠光體第59頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四3.4.2 亞、過(guò)共析鋼珠光體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的力學(xué)性能 亞共析鋼完全奧氏體化后冷卻，隨著鋼中碳含量下降，

27、先共析鐵素體量增加；當(dāng)碳含量一定時(shí)，隨著冷卻速度的加大，或轉(zhuǎn)變溫度的降低，先共析鐵素體量減少，珠光體量增加，但珠光體中的含碳量下降。 與珠光體和鐵素體的相對(duì)含量有關(guān)。 為了獲得最佳沖擊性能，應(yīng)使用細(xì)晶粒、含硅、含碳低的鋼。細(xì)化鐵素體晶粒、細(xì)化珠光體團(tuán)對(duì)韌性是有益的，而固溶強(qiáng)化對(duì)韌性是有害的。1. 亞共析鋼的珠光體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的力學(xué)性能第60頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四第61頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 屈服強(qiáng)度主要取決于鐵素體晶粒尺寸大小，隨珠光體量增加，它對(duì)強(qiáng)度的影響減小。越接近共析成分，珠光體對(duì)強(qiáng)度的影響就越大，珠光體片層間距的作用就愈明顯。 屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度隨鐵素體量和珠光體量的變化是非線性的。 塑性隨珠光體量的增多而下降，隨鐵素體晶粒的細(xì)化而升高脆性轉(zhuǎn)折溫度隨珠光體量增加而升高第62頁(yè)，共67頁(yè)，2022年，5月20日，13點(diǎn)42分，星期四 過(guò)共析鋼珠光體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的力