珠光体的组织形貌探析

在钢中，组成珠光体的相有铁素体、渗碳体、合金渗碳体以及各类合金碳化物，各相的形态与分布形形色色。珠光体的组织形貌有片状、细片状、极细片状，点状、粒状、球状，以及渗碳体呈不规则形态的类珠光体；“相间沉淀”本质上也是一种珠光体组织形态。

按照片间距不同，片状珠光体可以分成珠光体、索氏体、托氏体三种类型。在光学显微镜下能够明显分辨出片层，片间距大于150nm的珠光体组织称为珠光体；在光学显微镜下难以分辨片层，片间距为80～150nm的珠光体组织称为索氏体；在更低温度下形成的片间距为30～80nm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。图4-1所示为片状珠光体的扫描电镜照片。

图4-1 片状珠光体的组织形貌

a）珠光体的立体形貌（SEM）^[3] b）T8钢的索氏体（SEM）

在共析碳素钢中，渗碳体的体积分数超过12％。从某种意义上说，珠光体是一种天然的超微细复合材料。如果能使其渗碳体片细化后再迅速球化，并控制其长大倾向，那么利用渗碳体颗粒对铁素体晶粒长大的抑制作用来获得超细晶粒组织是完全可能的，这对于实现钢铁组织的超微细化是很有意义的。此外，研究表明，珠光体钢经过室温大应变拉拔变形后，其强度可达5700 MPa，是现今世界强度最高的结构材料之一。因此，研究人员极为重视对片状珠光体钢丝在拉拔变形过程中的微观组织结构的研究。(www.xing528.com)

图4-2 Fe-1.4％C合金的粒状珠光体组织（OM）

当共析渗碳体（或碳化物）以颗粒状存在于铁素体基体时，称为粒状珠光体。粒状珠光体可以通过不均匀的奥氏体缓慢冷却时分解而获得，也可通过其他热处理方法获得。碳化物颗粒的大小不等，一般为数百纳米到数千纳米。粒状珠光体较片状珠光体韧性好、硬度低，且淬火加热时不容易过热，是淬火前良好的预备组织。图4-2所示为w_C＝1.4％的超高含碳量钢的粒状珠光体的组织，其中渗碳体含量较多，颗粒较为粗大。

当转变温度较低，或奥氏体成分不够均匀时，碳化物不能以整齐的片层状长大，而是杂乱曲折地分布于铁素体的基体上，即为类珠光体。类珠光体也是共析铁素体和碳化物的整合组织。