铁碳合金的基本组织有奥氏体、铁素体、渗碳体、珠光体、莱氏体等。其中奥氏体、铁素体、渗碳体都是单相组织。珠光体、莱氏体是由单相混合组成的多相组织。
(1)奥氏体。碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体叫奥氏体。用符号A或γ表示。奥氏体为面心立方晶格,存在于727~1495℃之间,1148℃时最大溶碳的质量分数为2.11%。
奥氏体是单一的固溶体,故其塑性良好,变形抗力较低。奥氏体的强度和硬度比铁素体高。
(2)铁素体。铁素体是碳在铁中的间隙固溶体,为体心立方晶格,分为以下两种:
1)碳溶于α-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体叫α铁素体。用符号F或α表示。α铁素体存在于912℃以下,727℃时最大溶碳的质量分数为0.034%。α铁素体的性能与纯铁相似,具有良好的塑性和韧性,而强度和硬度较低。
2)碳溶于δ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体叫δ铁素体。存在于1392~1538℃之间,1495℃时最大溶碳的质量分数为0.086%。
(3)渗碳体。碳在铁中的溶解能力有限,且随温度不同而变化。当碳的质量分数超过碳在铁中的溶解度时,多余的碳和铁以一定的比例化合形成的间隙化合物(碳化铁),称为渗碳体。渗碳体具有复杂的正交晶格,其碳的质量分数为6.69%。用符号Fe3C表示。渗碳体是一个不稳定的化合物,它在一定条件下发生分解而形成铁素体与石墨,或奥氏体与石墨的混合物。(www.xing528.com)
渗碳体硬度很高(800HBW),伸长率和冲击韧度几乎等于零,脆性很大。
(4)珠光体。铁素体和渗碳体组成的混合组织叫珠光体。用符号P表示。珠光体是奥氏体在冷却过程中,在727℃恒温下共析转变的产物,因此它只存在于727℃以下。
珠光体性能介于铁素体和渗碳体之间,强度较高,硬度适中,有一定的塑性。
(5)莱氏体。碳的质量分数为4.3%的铁碳合金,在1148℃时,从液体中同时结晶出奥氏体和渗碳体的机械混合物,叫莱氏体,用符号Ld表示。由于奥氏体在727℃时转变为球光体,因此,在室温时,莱氏体由珠光体和渗碳体组成。为了区别,把727℃以上的莱氏体称为高温莱氏体(Ld),727℃以下的莱氏体称为低温莱氏体(Ld)。
莱氏体性能和渗碳体相似,硬度很高(>700HBW),塑性很差。
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