即共析相变。
珠光体¶
珠光体是共析铁素体和碳化物的有机结合体,按照珠光体片层间距\(S_0\) 由大到小,可分为片状珠光体、索氏体、屈氏体。一个奥氏体晶粒中可形成多个珠光体团。
珠光体转变温度下降,碳原子扩散减弱,\(S_0\) 反比于过冷度。因而冷速增加也导致\(S_0\) 减小。在连续转变时,珠光体组织不均匀,应采取等温正火/退火处理。奥氏体晶粒大小仅影响珠光体团大小,不影响\(S_0\) 。
形成机制¶
片状珠光体¶
形成过程包含两部分:碳的扩散和点阵重构。
珠光体大多在晶界形核,所需过冷度小。形成过程有领先相:
过冷度小,过共析钢 → 渗碳体过冷度大,亚共析钢 → 铁素体共析钢 → 概率均等
长大过程包含纵向生长:渗碳体片和铁素体片向奥氏体延伸;横向生长:渗碳体片与铁素体片交替堆叠增多。具体机制也是通过相内扩散、相间扩散,碳原子扩散过程有:
横向扩散\([\gamma/\alpha\to \gamma/\mathrm{cem}]\Rightarrow[\alpha/\gamma\to \gamma/\alpha,\gamma/\mathrm{cem}\to \mathrm{cem}/\gamma]\)纵向扩散\(\gamma\to \gamma/\mathrm{cem},\gamma/\alpha\to \gamma\)铁素体内扩散\(\alpha/\gamma\to\alpha/\mathrm{cem}\)
粒状珠光体¶
将珠光体加热至高于\(A_1\) 温度,得到奥氏体加残余渗碳体组织,由于曲率过冷,溶断的渗碳体球化,重结晶得到渗碳体粒状分布的粒状珠光体。
将珠光体加热至略低于\(A_1\) 温度,由于渗碳体中存在位错,由于曲率过冷凹坑处溶断而球化。速度稍慢于前者,塑性变形可促进这一过程。
伪共析转变¶
伪共析相的成分不固定。转变温度越低、冷速越快,伪共析区越大、先共析相越少。
亚共析钢先共析相形貌:
奥氏体晶粒细、等温温度高、冷速慢:等轴块状奥氏体晶粒粗、成分均匀、冷速适中:片状向晶内析出,与奥氏体有共格关系奥氏体晶粒粗、冷速快:沿晶界网状
过共析钢中先共析渗碳体一般为网状或片状,显著增大钢的脆性。处理方法:
退火温度应当在\(A_{cm