金相组织的种类及其特点

金相组织的种类及其特点
铁素体Ferrite（F）
1.组织：碳在α—Fe中所形成的间隙固溶体。
2.特性：呈体心立方晶格。塑性、韧性好，强度、硬度低。
溶碳能力最小，最大为0.02%；硬度和强度很低，HB=80~120、sb=250N/mm2；而塑性和韧性很好，d=50%、?=70~80%。因此，含铁素体多的钢材（软钢）中用来做可压、挤、冲板与耐冲击震动的机件。这类钢有超低碳钢，如：0Cr13、1Cr13、硅钢片等。
奥氏体austenite（A）
1.组织：碳在? 铁中的固溶体
2.特性：呈面心立方晶格。塑性较好，强度较低。
最高溶碳量为2.06%，在一般情况下，具有高的塑性，但强度和硬度低（HB=170~220），奥氏体组织除了在高温转变时产生以外，在常温时亦存在于不锈钢、高铬钢和高锰钢中，如奥氏体不锈钢等。
渗碳体cementite（C）
1.组织：铁和碳的化合物（Fe3C）
2.特性：呈复杂的八面体晶格。硬度很高，很脆，塑性几乎等于零，在钢中起强化作用。
含碳量为6.67%、硬度很高、HRC70~75、耐磨，但脆性很大。因此，渗碳体不能单独应用，而总是与铁素体混合在一起。碳在铁中溶解度很小，所以在常温下，钢铁组织内大部分的碳都是以渗碳体或其他碳化物形式出现。
珠光体pearlite（P）
1.组织：铁素体片和渗碳体片交替排列的层状显微组织，是铁素体F与渗碳体Fe3C机械混合物（共析体）。
2.特性：是过冷奥氏体进行共析反应的直接产物。有一定的强度、塑性，层片状。
其片层组织的粗细随奥氏体过冷程度不同，过冷程度越大，片层组织越细性质也不同。
奥氏体在约600℃分解成的组织称为细珠光体（有的叫一次索氏体），在500~600℃分解转变成用光学显微镜不能分辨其片层状的组织称为极细珠光体（有的一次屈氏体），它们的硬度较铁素体和奥氏体高，而较渗碳体低，其塑性较铁素体和奥氏体低而较渗碳体高。正火后的珠光体比退火后的珠光体组织细密，弥散度大，故其力学性能较好，但其片状渗碳体在钢材承受负荷时会引起应力集中，故不如索氏体。
莱氏体Ledeburite（Ld）
1.组织：奥氏体与渗碳体的共晶混合物
2.特性：硬而脆，不能进行压力加工。
铁合金溶液含碳量在2.06%以上时，缓慢冷到1130℃便凝固出莱氏体。
当温度到达共析温度莱氏体中的奥氏转变为珠光体。因此，在723℃以下莱氏体是珠光体与渗碳体机械混合物（共晶混合）。莱氏体硬而脆（＞HB700），是一种较粗的组织，不能进行压力加工，如白口铁。在铸态含有莱氏体组织的钢有高速工具钢和Cr12 型高合金工具钢等。这类钢一般有较大有耐磨性和较好的切削性。
淬火与马氏体martensite
1.组织：碳在a-Fe 中的过饱和固溶体，显微组织呈针叶状
2.特性：淬火后获得的不稳定组织。
具有很高的硬度，而且随含碳量增加而提高，但含碳量超过0.6%后的硬度值基本不变，如含C0.8%的马氏体，硬度约为HRC65，冲击韧性很低，脆性很大，延伸率和断面收缩率几乎等于零。奥氏体晶粒愈大，马氏体针叶愈粗大，则冲击韧性愈低；淬火温度愈低，奥氏体晶粒愈细，得到的马氏体针叶非常细小，即无针状马氏组织，其韧性最高。
回火马氏体（S）
1.组织：与淬火马氏体硬度相近，而脆性略低的黑色针叶状组织
2.特性：淬火钢重新加热到150~250℃回火获得的组织。
硬度一般只比淬火马氏体低HRC1-3 格，但内应力比淬火马氏体小。
下贝氏体bainite（B）
1.组织：显微组织呈黑色针状形态，其中的铁素体呈现针状，而碳化物呈现极小的质点以弥散状分布在针状铁素体内。2.特性：过冷奥氏体在~240℃等温度转变后的产物。
具有较高的硬度，约为HRC40-55，良好的塑性和很高的冲击韧性，其综合机械性能比索氏体更好。因此，在要求较大的韧性和高强度相配合时，常以含有适当合金元素的中碳结构钢等温淬火，获得贝氏体以改善钢的机械性能，并减小内应力和变形。
低碳马氏体
具有高强度与良好的塑性、韧性相结合的特点（ sb=1200~1600N/mm2、s0.2=1000~1300N/mm2、d5=10% 、?=40%ak=60J/cm2）；同时还有低的冷脆转化温度（=-60℃）；在静载荷、疲劳及多次冲击载荷下，其缺口敏感度和过载敏感性都较低。低碳马氏体状态的20SiMn2MoVA 综合力学性能，比中碳合金钢等温淬火获得的下贝氏体更好。保持了低碳钢的工艺性能，但切削加工较难。