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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.共析分解与珠光体,内蒙古科技大学 刘宗昌教授,3.共析分解与珠光体内蒙古科技大学 刘宗昌教授,1,早在1864年，索拜（Sorby）首先在碳素钢中观察到这种转变产物。他建议称为：“珠光的组成物”，后来，定名为珠光体（Pearlite）。,20世纪上半叶对珠光体转变进行了大量的研究工作，但在下半叶研究不够活跃。,珠光体转变研究较早，20世纪已经成形，但不够成熟。,刘宗昌等人完成了珠光体转变理论上的更新。著有：1）过冷奥氏体扩散型相变；,2）奥氏体形成与珠光体转变。,早在1864年，索拜（Sorby）首先在碳素钢中观察到这种转,2,20世纪6080年代，主要在马氏体和贝氏体相变等方面集中进行研究，而珠光体转变理论的研究缺乏迫切性；珠光体钢应用也有限，故研究受到冷落。,20世纪80年代以后，珠光体相变的研究又引起人们的兴趣。主要是由于珠光体钢和珠光体组织的应用有了新的发展。如重轨钢的索氏体组织及在线强化；非调质钢取代调质钢；高强度冷拔钢丝等研究开发。使共析转变的研究有了新的进展。,20世纪6080年代，主要在马氏,3,3.1 珠光体的物理本质及其组织形态,3.1 珠光体的物理本质及其组织形态,4,(1)、珠光体的组织形貌,在钢中组成珠光体的相有铁素体、渗碳体、合金渗碳体、各类合金碳化物。,各种相的形态形形色色。有片状、细片状、极细片状的；点状、粒状、球状的；以及碳化物形状不规则的类珠光体；,相间沉淀组织也是珠光体的一种特殊的组织形态。,(1)、珠光体的组织形貌 在钢中组成珠光体的相有铁素体、渗碳,5,图31片状珠光体组织形貌,依片间距不同，分珠光体、索氏体、托氏体三种。在光学显微镜下能够明显分辨出片层的珠光体，其片间距约为150450nm；片间距为80150nm的称索氏体，其片层在光学显微镜下难以分辨；片间距为3080nm的珠光体，称托氏体，只有在电镜下才能观察到片层结构。,图31片状珠光体组织形貌依片间距不同，分珠光体、索氏体、托,6,粒状珠光体形貌,图3-2 GrC15钢粒状珠光体组织,图33.4Cr5MoV1Si钢球状退火组织,粒状珠光体形貌图3-2 GrC15钢粒状珠光体组织 图33,7,类珠光体形貌,图3-4 X45CrNiMo4钢的类珠光体组织,类珠光体形貌图3-4 X45CrNiMo4钢的类珠光体组织,8,图35 TEM,H13钢的珠光体组织,短棒状；（b）树林状；（c）丛针状,图35 TEM,H13钢的珠光体组织,9,片状珠光体、类珠光体和粒状珠光体的组织形貌,。,a.片状 珠光体 b.类珠光体 c.粒状珠光体,各类珠光体组织 的电镜照片,片状珠光体、类珠光体和粒状珠光体的组织形貌。,10,托氏体、相间沉淀、类珠光体的TEM照片,托氏体、相间沉淀、类珠光体的TEM照片,11,图3-6 SEM 亚共析钢的铁素体珠光体组织,图3-7 过共析钢的渗碳体珠光体组织,图3-6 SEM 亚共析钢的铁素体珠光体组织 图3-7,12,图38 Cu-11.8%Al800固溶处理后炉冷的共析组织,图38 Cu-11.8%Al800固溶处理后炉冷的共析,13,（2）,珠光体中的取向关系(经典说法),珠光体领域各相取向关系示意图,（2）珠光体中的取向关系(经典说法)珠光体领域各相取向关系示,14,奥氏体A1与珠光体中铁素体和渗碳体之间的位向关系是：,在A1/F之间存在K-S关系：,011,F,/111,A,F,/,A,奥氏体A1与珠光体中铁素体和渗碳体之间的位向关系是：在A1/,15,A1与渗碳体的位向关系,在A1/渗碳体之间可存在Pitsch关系，该关系接近于：,A1与渗碳体的位向关系在A1/渗碳体之间可存在Pitsc,16,珠光体团中铁素体和渗碳体之间的位向关系，即F和渗碳体分别存在PitschPetch关系：,珠光体团中铁素体和渗碳体之间的位向关系，即F和渗碳体分,17,珠光体团中的铁素体和渗碳体之间存在Bagayatski关系：,珠光体团中的铁素体和渗碳体之间存在Bagayatski,18,奥氏体与珠光体中两相的晶体学取向关系为:,奥氏体与珠光体中两相的晶体学取向关系为:,19,（3）珠光体的片间距,片状珠光体中相邻两片渗碳体（或铁素体）中心之间的距离称为珠光体的片间距。,温度是影响片间距大小的一个主要因素。随着冷却速度增加，奥氏体转变温度的降低，也即过冷度不断增大，转变所得的珠光体片间距不断减小。,（3）珠光体的片间距片状珠光体中相邻两片渗碳体（或铁素体）中,20,有两点原因：,1）转变温度愈低，碳原子扩散速度愈小；2）过冷度愈大，形核率愈高。,这两个因素与温度的关系都是非线性的。,因此,珠光体的片间距与温度的关系也应当是非线性的。,有两点原因：1）转变温度愈低，碳原子扩散速度愈小；2）过冷,21,珠光体片间距与形成温度之间的关系,Marder把碳素钢中珠光体的片间距与过冷度的关系处理为线性关系：,珠光体片间距与形成温度之间的关系 Marder把碳素钢中珠光,22,片间距与转变温度的线性关系图形（a）；珠光体的片间距与温度的非线性关系（b）。,片间距与转变温度的线性关系图形（a）；珠光体的片间距与温,23,珠光体片间距与形成温度之间的关系,1-原线性共析；,2-修改后的非线性关系。,珠光体片间距与形成温度之间的关系 1-原线性共析；,24,(4)、珠光体的定义,许多教材和书刊称“珠光体为铁素体和渗碳体的机械混合物”。,此概念不正确，理由有三：,其一，由铁素体渗碳体构成的组织不完全是珠光体，如碳素钢中的上贝氏体、回火索氏体等也可以由此两相组成。,其二，珠光体不是混合物，而是由铁素体渗碳体或碳化物有机结合的整合组织。是铁素体和碳化物的有机结合，有序配合。铁素体及碳化物两相是成比例的，有平衡相对量。,其三，珠光体中的铁素体和碳化物是从奥氏体中共析共生出来的。而且两相以界面相结合，各相之间具有位向关系。,(4)、珠光体的定义许多教材和书刊称“珠光体为铁素体和渗碳体,25,珠光体的新定义,：,钢中的,珠光体是共析铁素体和共析碳化物的整合组织。,不是“机械混合物”。,强调铁素体和碳化物的来源是,共析分解的,，,所谓整合是指两相整体上以界面相结合，在界面处原子呈键合状态，两相以一定的位向关系相配合。,珠光体的新定义：钢中的珠光体是共析铁素体和共析碳化物的整合组,26,
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