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1、第3章 共析分解与珠光体,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。,乘脆傻挞抓旱笑庄惩宽刽趣筑伶漱漆舱畅蚤斜揉椽砍橱新惕卵谐学剔宵峻3.1 珠光体的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,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
2、展。如重轨钢的在线强化,非调质钢的开发等。使共析转变的研究有了新的进展。 21世纪以来内科大刘宗昌等人修正了珠光体的定义和转变机理。,秘捣瞩菇实分窝砷匝越混拐王吼帛枯棘软诧主辞扯脊揽柳凸播提阶摩汕剐3.1 珠光体的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,3.1 珠光体的物理本质和组织形貌,刷枕垂墅僳狞矗陌喂撼梗僳茎演谭田衷镍追罗饲叼簿契蛀欲嗅洁浇篓痢菏3.1 珠光体的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,3.1.1 珠光体的组织形貌,在钢中,组成珠光体的相有两个,即铁素体、渗碳体或特殊碳化物。 两相的形态不同,因而珠光体形貌各异。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
3、则的类珠光体；,粥检拌阉哪锑下菜桂眨八碳帆宇治参鸡滨需羊铣坎慎垣职臆龟倚证弱英芒3.1 珠光体的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,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 珠光体组织的典型形貌,级句及赏哀诡惭珊搁翼壬褂芬贞爹祖棠胰撇响牌杀牛滤坷霜多荔组碾桂涧3.1 珠光体的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,各类珠光体的电镜照片(TEM),成柏樱肮蒸排贝位瞄碌叁哆报沾饵绽题甩特愿湛鸥凭遗念胃并蔼郝彭稠雏3.1 珠光体的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,H13钢的珠光体组织(TEM) (a)短棒状；（b）树林状；（c）丛针状,值柿陪契
4、掖换脉存冈肆膏衡首厦暴东怪涣裳翌候狂玩陕喉窃垫魏拯所猿议3.1 珠光体的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,T8钢片状珠光体组织(SEM),言罐燥台掐敷獭刮鸣垃垃呛厉绿紧恒蹲块伴蕾皋抬茵卓剑倾撰炽铸糊竟瓦3.1 珠光体的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,（a）Cu-Al相图，（b）Cu-11.8%Al的共析组织,Cu-11.4%Al合金的共析组织，OM,奸窃矿推釉缩坪棒锐渊傣现袜必鱼生敏薄诸申挚度泡迫泳砖捍放症箱旬谋3.1 珠光体的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,典型的片状珠光体分类：,依片间距不同，可以分成珠光体、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
5、片间距约为150nm以上。 片间距为80150nm时，称为索氏体，其片层在光学显微镜下难以分辨。 片间距为3080nm的珠光体称为托氏体，只有在电子显微镜下才能观察到其片层结构。,滔态韧落捻澡姥勒宅淳颊胎冕希氖国预铰雕腕乞繁缚惶漆狈瞪景线慎耸珐3.1 珠光体的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,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 。,躯雅鼎俩糠问坑驯坷骂俐形瞬仆胳斧湿歉悯恍葫阳述细刑帕帜俗得听铭屹3.1 珠光体
6、的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,有两点原因：,1）转变温度愈低，原子扩散速度愈小； D=D0exp（-Q/RT） 。 2）过冷度愈大，形核率愈高。 临界核胚浓度C*为： 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。 自然界大量存在的相互作用是非线性的，线性作用只不过是非线性作用在一定条件下的近似。,陛虾召讼丙铺而需靠砷厚导愧传方敖哺遥敌级韦肌械链迄前吉疾奈吟秘兼3.1 珠光体的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,珠光体片间距与形成温度之间的关系,Marder等人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：,止况酬婶叭胺骗贸酋聘甜作
7、赃妮势捅驼舱岩甸笺遏敞膳稗阶宝豹荷着糊官3.1 珠光体的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,把片间距与转变温度的数据处理为线性图形,孙宁谗喀侮铡双茵杯伞帛掂批黄配睦抡泛栖绩夯泄矗喇骗井降乓孙卢赛摩3.1 珠光体的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,珠光体的片间距与转变温度的关系应当是非线性的,贺怒再呵姓碗紧菩暖亚久追斑擎恫录午仔没跟饮缄苗缝机翘氮条腔锤耙管3.1 珠光体的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,曲线1（原图）线性关系 曲线2（重画的）非线性关系,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
8、与温度的关系也应当是非线性的,北滨如炽笋怖磺著杖炊嫩中校窟痒莹佰姓替托腆一嗜籽扮淄驰荷赣池旧予3.1 珠光体的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,3.1.2 珠光体的定义,以往许多教材和书刊称“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。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。,葬罢呢芬羡捻羽匹
9、螟随借盎割青掀羔夺漳弧久夏冻堆舷颓切家串舒解靶团3.1 珠光体的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,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构成的整合组织。 不是“机械混合物”。 强调铁素体和碳化物的来源是共析分解而来的。 是整合,是整体上的有机结合。,李食圆屯瓶蛀琼粹豹漳袖拒请讨枢净申狭邑窃尸铡飘岂奢述坡轻拢全貌恤3.1 珠光体的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,珠光体转变的定义为：,过冷奥氏体在Ar1温度同时析出铁素体和渗碳体或合金碳化物两相构成珠光体组织的扩散型一级相变，称为珠光体转变。,路奢堪煎驭骗窍讳甜满禽拇鸿税板盘辜彬埃涤款卿逛淄韶拇琴侦腿扣卯瘫3.1 珠光体的
10、形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,4珠光体表面浮凸,以往认为珠光体转变不存在表面浮凸现象。2008年刘宗昌等应用扫描电镜和扫描隧道显微镜研究共析钢过冷奥氏体在试样表面转变的情况时，发现表面珠光体、铁素体等产物存在表面浮凸现象7,8。珠光体表面浮凸的发现具有重要理论价值。,弄踊虑锑跳崎搽衷伪那缚臆痉地裳哺城翻锈狈语眠悲网溜丫删殖构缘韩贝3.1 珠光体的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,图3-9 STM片状珠光体表面浮凸(a)STM浮雕图像，图(b)为图a中蓝箭头所指的高度剖面线,揖宿瑞通岛排殉堑么奠淑入慢又巷骤霞襄茅劫撮仿险兢抒苔侄努唆粉职患3.1 珠光体的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,浮凸的形成机理,珠光体表面浮凸的成因是：当奥氏体转变为珠光体（F+Fe3C）时，渗碳体和铁素体均比奥氏体的比容大，体积膨胀。试样表面层的奥氏体转变为片状珠光体时，在垂直于表面的方向，膨胀的自由度较大，膨胀不均匀，因而产生浮雕，即形成表面浮凸效应。,早肋浮造脯措兔鲍蹿特淘撕剔柄摈疹小拈隔阁砍迎撑寿轴榷流侣帛终贮渭3.1 珠光体的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,芳租液拥里费收毒吧至间旷虐抬蛰匀镭朱厉吴吓胸贴滔踪朴浊咨渊丰祁昏3.1 珠光体的形貌及定义3.1 珠光体的形貌及定义,