第三章 珠光体转变.ppt

《第三章 珠光体转变.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、热处理原理与工艺第三章珠光体转变1导读通过学习本章，重点掌握钢中珠光体的概念，物理本质，组织结构特点，珠光体转变的物理过程，分解动力学特征及C曲线的影响因素。了解珠光体分解热力学，形核长大机理等知识。2第三章珠光体转变珠光体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，共析碳钢约在A1~500℃温度之间发生，又称高温转变。珠光体转变是单相奥氏体分解为铁素体和渗碳体两个新相的机械混合物的相变过程，因此珠光体转变必然发生碳的重新分布和铁的晶格改组。由于相变在较高的温度下进行，铁、碳原子都能进行扩散，所以珠光体转

2、变是典型的扩散型相变。珠光体……Pearlite33.1珠光体的组织特征3.1.1珠光体的组织形态珠光体是过冷奥氏体在A1以下的共析转变产物，是铁素体和渗碳体组成的机械混合物(P)。形状分类：片状珠光体、粒状(球状)珠光体和针状珠光体；片状和粒状最常见。1、片状珠光体渗碳体呈片状，是由一层铁素体和一层渗碳体层层紧密堆叠而成。第一节珠光体的组织特征4第一节珠光体的组织特征5第一节珠光体的组织特征6第一节珠光体的组织特征7（1）珠光体团片层排列方向大致相同的区域，称为珠光体团、珠光体领域或珠光体晶粒。在一个原奥氏体晶粒内可以形成

3、几个珠光体团。（2）珠光体的片间距离S0在片状珠光体中，一片铁素体和一片渗碳体的总厚度或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离，用S0表示。S0与珠光体的形成温度有关，可用下面的经验公式表示：第一节珠光体的组织特征8aS0Fe3CFe3CFe3Caa原奥氏体晶界珠光体团第一节珠光体的组织特征9S0受哪些因素影响？S0的大小取决于珠光体形成温度。（形成温度降低，碳的扩散速度减慢，碳原子难以作较大距离的迁移，故只能形成片间距离较小的珠光体）。第一节珠光体的组织特征在一定的过冷度下，若S0过大，原子所需扩散的距

4、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。ΔT愈大，碳在奥氏体中的扩散能力愈小，扩散距离变短。另外，ΔGV会变大，可以增加较多的界面能，所以S0会变小。10（3）片状珠光体的分类片间距离的大小，珠光体分为普通珠光体、索氏体和屈氏体。普通珠光体P：S0=150~450nm，光学显微镜下能清晰分辨出片层结构；索氏体S：S0=80~150nm，光学显微镜下很难分辨出片层结构；屈氏体T：S0=30~80nm，光

5、学显微镜下无法分辨片层结构。电子显微镜下只是片间距离不同而已第一节珠光体的组织特征珠光体索氏体托氏体11光镜下形貌电镜下形貌⑴珠光体：形成温度为A1-650℃，片层较厚，500倍光镜下可辨，用符号P表示。第一节珠光体的组织特征12光镜形貌电镜形貌⑵索氏体形成温度为650-600℃，片层较薄，800-1000倍光镜下可辨，用符号S表示。第一节珠光体的组织特征13⑶托氏体形成温度为600-550℃，片层极薄，电镜下可辨，用符号T表示。电镜形貌光镜形貌第一节珠光体的组织特征14索氏体形貌第一节珠光体的组织特征15屈氏体形貌第一节珠

6、光体的组织特征162、粒状珠光体渗碳体呈颗粒状，均匀地分布在铁素体基体上的组织，同样是铁素体与渗碳体的机械混合物，铁素体呈连续分布。按渗碳颗粒的大小，料状珠光体可以分为粗粒状珠光体、粒状珠光体、细粒状珠光体和点状珠光体。第一节珠光体的组织特征173、针状珠光体当钢中含有一定数量的Cr，在转变温度较低时，可形成一类特异形态的珠光体，其组织外形呈黑色针状，整体呈冰花状。第一节珠光体的组织特征183.1.2珠光体的晶体结构1、珠光体相变的位向关系通常珠光体均在奥氏体晶界上形核，然后向一侧的奥氏体晶粒内长大成珠光体团，珠光体团中的铁

7、素体及渗碳体与被长入的奥氏体晶粒之间不存在位向关系，形成可动的非共格界面，但与另一侧的不易长入的奥氏体晶粒之间则形成不易动的共格界面，并保持一定的晶体学位向关系。在一个珠光体团中的铁素体与渗碳体之间存在着一定的晶体学位向关系，这样形成的相界面，具有较低的界面能，同时这种界面可有较高的扩散速度，以利于珠光体团的长大。第一节珠光体的组织特征193.2.1珠光体形成的热力学条件珠光体相变的驱动力同样来自于新旧两相的体积自由能之差，相变的热力学条件是“要在一定的过冷度下相变才能进行”。珠光体（P）和奥氏体（γ）自由能随温度的变化曲线

8、（示意图）3.2珠光体转变机制第二节珠光体转变机制20图3-6自由能-成分曲线在A1（T1）温度，γ、α、Fe3C三相的自由能-成分曲线有一共切线。在A1温度以下温度T2，γ、α、Fe3C三相间可作三条共切线，共析成分的奥氏体的自由能在三条共切线之上。213.2.2片状珠光体的形成机制γ(