光学金相检验

图4 奥氏体晶粒(500倍)10%高氯酸酒精溶液电解抛光-侵蚀 图5 片状珠光体(500倍)4%硝酸酒精溶液侵蚀

(2)奥氏体:碳溶解在具有面心立方晶体结构的铁(γ-Fe)中所形成的固溶体。通常在高温时存在,但由于合金元素的加入,有时也可能在室温时稳定存在,如高锰钢,Cr18-Ni8型奥氏体不锈钢等。奥氏体晶粒(图4)在显微镜下一般也呈多边形,但晶界较铁素体晶界平直。奥氏体塑性较好,但强度较低。

(3)渗碳体:碳与铁的间隙型化合物(Fe3C),属复杂斜方晶体结构,含6.67%的碳。硬度高,塑性和韧性很低,不受硝酸酒精溶液侵蚀,故在显微镜下呈白亮色。其形态有条块状、细片状、针状和球状等。它是碳钢中的主要强化相,其形态、大小、数量、分布等对钢的性能有很大影响。

(4)珠光体:奥氏体从高温冷却下来所形成的铁素体和渗碳体的两相共析组织,其疏密程度受形成时过冷度的影响,过冷度越大则越细密,强度和硬度也越高。图5为钢中的片状珠光体,呈指纹状的层状排列,其中细条状者为渗碳体,白色基底为铁素体。

图6 下贝氏体(1500倍)4%硝酸酒精溶液侵蚀 图7 板条状马氏体(500倍)4%硝酸酒精溶液侵蚀 图8 针状马氏体(500倍)4%硝酸酒精溶液侵蚀

(5)贝氏体:过冷奥氏体在中温区域转变而成的铁素体和渗碳体两相混合组织(有时可能有奥氏体)。主要有上贝氏体(羽毛状)、下贝氏体(针状)和粒状贝氏体3种形态。上贝氏体形成温度较高,下贝氏体形成温度较低,粒状贝氏体则是某些合金钢在一定冷速范围内连续冷却过程中形成的。图6为钢中的下贝氏体组织,呈黑色针状。

(6)马氏体:碳在α-Fe中的过饱和固溶体,是奥氏体在很大的过冷度条件下形成的低温转变产物。按含碳量的不同主要有低碳马氏体和高碳马氏体两种形态。前者在金相显微镜下呈细条状并同向成束排列,故又称板条状马氏体(图7),在一个奥氏体晶粒中可出现多个不同位向的马氏体束。它有较好的强度和韧性,是低碳钢和低合金钢中具有良好性能的组织。高碳马氏体相互交叉成针状或竹叶状,故又称针状马氏体(图8)。在针叶之间常有残余奥氏体存在。针状马氏体脆性大,硬度高,一般须经回火后使用。

参考书目
  1. 姚鸿年:《金相研究方法》,中国工业出版社,北京,1963。
  2. 刘国勋主编:《金属学原理》,冶金工业出版社,北京,1980。