珠光体力学性能的优化研究

共析碳钢在获得单一片状珠光体的情况下，其力学性能与珠光体的片层间距、珠光体团直径、珠光体中铁素体的亚晶粒尺寸以及原始奥氏体晶粒大小有密切的关系。珠光体的片层间距主要取决于珠光体的形成温度，随形成温度降低而减小。而珠光体团直径不仅与形成温度有关，还与奥氏体晶粒大小有关，随形成温度降低及奥氏体晶粒细化而减小。所以，共析钢珠光体的力学性能主要取决于奥氏体化温度和珠光体形成温度。随珠光体的片层间距及珠光体团直径减小，珠光体的强度、硬度及塑性均提高。

随着珠光体形成温度的变化，珠光体片层间距的变化远大于珠光体团直径的变化，因此片层间距的影响更为重要。珠光体的强度、硬度和塑性升高的原因是：珠光体的片层间距减小时，铁素体片与渗碳体片都变薄，相界面增多，在外力作用下，抗塑性变形能力增大。而且由于铁素体和渗碳体片很薄，在外力作用下可以滑移而产生塑性变形，也可以产生弯曲，使钢的塑性变形能力增大。珠光体团直径的减小，表明单位体积内片层排列方向增多，使局部发生大量塑性变形而引起应力集中的可能性减少，因而既提高了强度又提高了塑性.

如果钢中的珠光体是在连续冷却过程中形成的，珠光体的片层间距大小不等，高温形成的大，低温形成的小，则使抗塑性变形的能力不均匀。珠光体片层间距较大的区域，抗塑性变形能力较小，在外力作用下，往往首先在这些区域产生过量变形，出现应力集中而破裂，使钢的强度和塑性都降低。(www.xing528.com)

在成分相同的条件下，与片状珠光体相比，粒状珠光体的强度、硬度稍低，而塑性较高。其主要原因是：粒状珠光体中铁素体与渗碳体的相界面较片状珠光体少，强度和硬度稍低；而铁素体呈连续分布、渗碳体呈粒状分散在铁素体基体上，对位错运动的阻碍作用较小，使塑性提高。粒状珠光体的切削性好，对刀具的磨损小，冷挤压时的成型性也好，加热淬火时的变形和开裂的倾向性小，所以，高碳钢在机械加工和热处理前常常要求获得粒状珠光体组织。中碳和低碳钢的冷挤压成型加工也要求具有粒状碳化物的原始组织。

粒状珠光体的性能还取决于碳化物颗粒的形态、大小和分布。一般来说，当钢的成分一定时，碳化物颗粒越细小，硬度和强度就越高；碳化物颗粒越接近等轴状，分布越均匀，韧性越好。在相同抗拉强度下，粒状珠光体比片状珠光体的疲劳强度有所提高。