珠光体从本质上讲,实际上就是铁素体与渗碳体的机械混合物。通过电镜观察退火状态下的珠光体可知,铁素体中的位错密度较低,而渗碳体中的位错密度就更低了,只有铁素体与渗碳体两相交界处的位错密度较高。另外,在铁素体片中还有亚晶界,构成许多亚晶粒。
2.珠光体的形态及力学性能
按渗碳体的形态,珠光体分为片状珠光体和粒状珠光体两类。
(1)片状珠光体 由片层相间的铁素体和渗碳体片组成。片状珠光体是由一层铁素体与一层渗碳体交替紧密堆叠而成的。在片状珠光体组织中,一对铁素体和渗碳体片的总厚度称为珠光体片层间距,以S0表示。若干大致平行的铁素体和渗碳体片组成一个珠光体晶粒或珠光体团。在一个奥氏体晶粒内,可形成几个珠光体团,如图2-3所示。
现以共析钢为例,根据片状珠光体片间距大小,可将片状珠光体分为以下三种。
图2-3 片状珠光体片层间距和珠光体团示意图
a)片状珠光体片层间距 b)珠光体团
1)珠光体:一般所谓珠光体是指在光学显微镜下能明显分辨出铁素体和渗碳体层片状组织形态的珠光体。它的片层间距为150~450nm,形成温度在A1~650℃范围内。(www.daowen.com)
2)索氏体:在650~600℃温度范围内形成的珠光体,由于其片层间距较小,为150~80nm,只有在800~1500倍的高倍光学显微镜下才能分辨出铁素体和渗碳体的片层形态,这种细片状的珠光体称为索氏体。
3)托氏体:在600~550℃温度范围内形成的珠光体,其片层间距极细,为80~30nm,在光学显微镜下根本无法分辨其层片状特征,只有在电子显微镜下才能分辨出铁素体和渗碳体的片层形态,这种极细的珠光体称为托氏体。
片状珠光体的力学性能主要取决于片间距和珠光体团的直径。珠光体的片层越细,则珠光体中铁素体和渗碳体的相界面越多,其塑性变形抗力就越大,其强度、硬度也就越高。片状珠光体的显微组织如图2-4所示。
(2)粒状珠光体 钢件经过球化退火或淬火后再进行中、高温回火,可得到铁素体基体上分布着粒状渗碳体的组织,称为粒状珠光体或球状珠光体,如图2-5所示。
图2-4 片状珠光体的显微组织
图2-5 粒状珠光体的显微组织
粒状珠光体的力学性能主要取决于渗碳体颗粒的大小、形态及分布。一般来说,当钢的成分一定时,渗碳体颗粒越细、相界面越多,钢的强度及硬度就会越高;碳化物越接近等轴状、分布越均匀,钢的韧性就会越好。在成分相同的条件下,粒状珠光体比片状珠光体的硬度稍低,但塑性较好。
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