钢的各种组织
加热到一定温度（形成奥氏体）后经迅速冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种淬
火组织。1895年法国人奥斯蒙（F.Osmond）为纪念德国冶金学家马滕斯（A.□artens）,把这
种组织命名为马氏体(□artensite)。人们最早只把钢中由奥氏体转变为马氏体的相变称为马氏
体相变。20世纪以来，对钢中马氏体相变的特征累积了较多的知识，又相继发现在某些纯金
铸件基体.经3%硝酸酒精溶液浸蚀.可见磷共晶体,片状石墨,珠光体及少量铁素体。
贝氏体
贝氏体;贝茵体;bainite 又称贝茵体。钢中相形态之一。钢过冷奥氏体的中温(Ms～ 550℃)转变产物，α-Fe 和 Fe3C 的复相组织。用符号 B 表示。贝氏体转变温度介于珠光体 转变与马氏体转变之间。在贝氏体转变温度偏高区域转变产物叫上 贝 氏 体 (up bai-nite) （350℃～550℃），其外观形貌似羽毛状，也称羽毛状贝氏体。冲击韧性较差，生产上应力 求避免。在贝氏体转变温度下端偏低温度区域转变产物叫下贝氏体（Ms～350℃）。其冲击 韧性较好。为提高韧性，生产上应通过热处理控制获得下贝氏体。
变具有 热效应和体积效应，相变过程是形核和长大的过程。但核心如何形成，又如何
长大，目前尚无完整的模型。马氏体长大速率一般较大，有的甚至高达10□cm□s□。人们推
想母相中的晶体缺陷（如位错）的组态对马氏体形核具有影响，但目前实验技术还无法观察
到相界面上位错的组态，因此对马氏体相变的过程，尚不能窥其全貌。其特征可概括如下：
珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间,强韧性较好.其抗拉强度为750 ~900MPa,180 ~280HBS,伸长率为20 ~25%,冲击功为24 ~32J.力学性能介于铁素体与渗碳体之间,强度较高, 硬度适中,塑性和韧性较好 σb=770MPa,180HBS,δ=20%~35%,AKU=24~32J)。 经2-4%硝 酸酒精溶液浸蚀后,在不同放大倍数的显微镜下可以观察到不同特征的珠光体组织.当放大倍 数较高时可以清晰地看到珠光体中平行排列分布的宽条铁素体和窄条渗碳体;当放大倍数较 低时,珠光体中的渗碳体只能看到一条黑线;而当放大倍数继续降低或珠光体变细时,珠光体 的层片状结构就不能分辨了,此时珠光体呈黑色的一团。 图为光学显微镜200倍下薄壁
莱氏体
莱氏体是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥 氏 体 和渗碳体所组成的共晶体，其含碳 量为 ωc＝4.3％。当温度高于727℃时，莱氏体由奥氏体和渗碳体组成，用符号 Ld 表示。在 低于727℃时，莱氏体是由珠光体和渗碳体组成，用符号 Ld’表示，称为变态莱氏体。因莱 氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所以硬度高，塑性很差 分为高温莱氏体和低温莱氏体 两种。奥氏体和渗碳体组成的机械混合物称高温莱氏体，用符号 Ld 或（A+Fe3C）表示。 由于其中的奥氏体属高温组织，因此高温莱氏体仅存于727℃以上。高温莱氏体冷却到727℃ 以下时，将转变为珠光体和渗碳体机械混合物（P+Fe3C）,称低温莱氏体，用 Ld'表示。莱 氏体含碳量为4.3%。由于莱氏体中含有的渗碳体较多，故性能与渗碳体相近，即极为硬脆。
物理性质
纯铁在912℃以下为具有体心立方晶格（注1）的 α-Fe。碳溶于 α-Fe 中的间隙固溶体称
为铁素体，以符号 F 表示。由于 α-Fe 是体心立方晶格结构，它的晶格间隙很小，因而溶碳
能力极差，在727℃时溶碳量最大，可达0.0218％,随着温度的下降溶碳量逐渐减小，在600℃
时溶碳量约为0.0057％，在室温时溶碳量几乎等于零。因此其性能几乎和纯铁相同，其数值
亚稳定相。其比容大于奥氏体、珠光体等组织，这是产生淬火应力，导致变形开裂的主要原
因。 马氏体最初是在钢（中、高碳钢）中发现的：将钢加热到一定温度（形成奥氏体） 后经迅速冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织。
马氏体的相变特性
martensitic transformation
马氏体最初是在钢（中、高碳钢）中发现的：将钢
马氏体相变是无扩散相变之一，相变时没有穿越界面的原子无规行走或顺序跳跃，因而新相
（马氏体）承袭了母相的化学成分、原子序态和晶体缺陷。马氏体相变时原子有规则地保持
其相邻原子间的相对关系进行位移,这种位移是切变式的（图1切变式位移示意）。原子位移
的结果产生点阵应变(或形变)（图2 原子位移产生点阵应变）。这种切变位移不但使母相点
阵结构改变，而且产生宏观的形状改变。将一个抛光试样的表面先划上一条直线，如图3a 马氏体相变时的形状改变中的 PQRS，若试样中一部分(A□B□C□D□-A□B□C□D□)发生马氏
体相变(形成马氏体),则 PQRS 直线就折成 PQ、QR□及 R□S□三段相连的直线,两相界面的平
面 A□B□C□D□及 A□B□C□D□保持无应变、不转动，称惯习（析）面。这种形状改变称为不
铁素体
铁素体(ferrite，缩写：FN，用 F 表示) 即 α-Fe 和以它为基础的固溶体，具有体心 立方点阵。亚共析成分的奥氏体通过先共析析出形成铁素体。这部分铁素体称为先共析铁 素体或组织上自由的铁素体。随形成条件不同， 先共析铁素体具有不同形态，如等轴形、 沿晶形、纺锤形、锯齿形和针状等。铁素体还是珠 光 体 组织的基体。在碳钢和低 合 金 钢 的 热轧（正火）和退火组织中，铁素体是主要组成相；铁素体的成分和组织对钢的工艺性能有 重要影响，在某些场合下对钢的使用性能也有影响。 碳溶入 δ-Fe 中形成间隙固溶体， 呈体心立方晶格结构，因存在的温度较高，故称高温铁素体或 δ 固溶体，用 δ 表示，存在的 范围小，一般很少见到。 碳溶入 α-Fe 中形成间隙固溶体，呈体心立方晶格结构，称为 铁素体或 α 固溶体，用 α 或 F 表示，α 常用在相图标注中，F 在行文中常用。 室温下的铁 素体的机械性能和纯铁相近。
度略有差异，因而稍显明暗不同。 铁素体在770℃以下具有铁磁性，在7(奥氏体是碳溶解在 γ－Fe 中的间隙固溶体)发生共析转变所形成的铁 素 体 与渗 碳 体 的共析体。得名自其珍珠般（pearl-like）的光泽。其形态为铁素体薄层和渗 碳体薄层交替重叠的层状复相物，也称片状珠光体。用符号 P 表示，含碳量为 ωc＝0.77％。 在珠光体中铁素体占88%,渗碳体占12%,由于铁素体的数量大大多于渗碳体,所以铁 素 体 层 片要比渗碳体厚得多.在球 化 退 火 条件下,珠光体中的渗碳休也可呈粒状,这样的珠光体称为 粒状珠光体。
7Fe-25Ni-0.3V-0.3C 钢 中 的 马 氏 体 及 其 周 围 的 奥 氏 体 中 由 {135} 变 为 {224} 面 。 图
7Fe-25Ni-0.3V-0.3C 钢中的马氏体及其周围的奥氏体中马氏体呈透镜状，它具有中脊面，是
孪晶密度很高的面，即{135}□面，这些马氏体内部的孪晶是马氏体内的亚结构。在铁基合
属和合金中也具有马氏体相变,如:Ce、Co、Hf、Hg、La、Li、Ti、Tl、Pu、V、Zr、和 Ag-Cd、
Ag-Zn、Au-Cd、Au-□n、Cu-Al、Cu-Sn、Cu-Zn、In-Tl、Ti-Ni 等。目前广泛地把基本特征
属马氏体相变型的相变产物统称为马氏体（见固态相变）。 相变特征和机制 马氏体相
索氏体
马氏体于回火时形成的，在光学金相显微镜下放大五六百倍才能分辨出为铁素体内分布 着碳化物(包括渗碳体)球粒的复相组织。
经正火或等温转变所得到的铁素体与渗碳体的机械混合物。索氏体组织属于珠光体类 型的组织，但其组织比珠光体组织细。索氏体具有良好的综合机械性能。将淬火钢在 450-600℃进行回火，所得到的索氏体称为回火索氏体（tempered sorbite）。回火索氏体中的 碳化物分散度很大，呈球状。故回火索氏体比索氏体具有更好的机械性能。这就是为什么多 数结构零件要进行调质处理（淬火+高温回火）的原因。 索氏体的定义及组织特征。 索氏体，是在光学金相显微镜下放大600倍以上才能分辨片层的细珠光体(GB/T7232标准)。 其实质是一种珠光体，是钢的高温转变产物，是片层的铁素体与渗碳体的双相混合组织，其 层片间距较小（80～150nm），碳在铁素体中已无过饱和度，是一种平衡组织。
如下： 抗拉强度 180—280MN/平方米
屈 服强 度 100—170MN/平方米
延伸率
30--50％
断面收缩率 70--80％
冲击韧性 160—200J/平方厘米
硬 度 HB
50—80 由此可见，铁素体的强度、硬度不高，但具有良好的塑性与韧性。 铁素体
的显微组织与纯铁相同，呈明亮的多边形晶 粒 组织，有时由于各晶粒位向不同，受腐蚀程
像）。 马氏体的惯习（析）面 马氏体相变时在一定的母相面上形成新相马氏体，这个
面称为惯习（析）面，它往往不是简单的指数面，如镍钢中马氏体在奥氏体(γ)的{135}上最
先形成（图7 Fe-25Ni-0.3V-0.3C 钢中的马氏体及其周围的奥氏体）。马氏体形成时和母相的 界面上存在大的应变。为了部分地减低这种应变能，会发生辅助的变形，使界面改变如图
奥氏体
奥氏体是碳在 γ－Fe 中形成的间隙固溶体，奥氏体是一种塑性很好，强度较低的固溶 体 ，具有一定韧性。不具有铁磁性。因此，分辨奥 氏 体 不 锈 钢 刀具(常见的18－8型不锈钢） 的方法之一就是用磁铁来看刀具是否具有磁性。
马氏体
马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称。
马氏体 马氏体（M）是碳溶于 α-Fe 的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无扩散型相变转变成的
金的马氏体中存在孪晶或（和）位错,在非铁合金中一般存在孪晶或层错。由图7Fe-25Ni-0.3V
－0.3C 钢中的马氏体及其周围的奥氏体还可见到：在马氏体周围的母相（奥氏体）中形成
密度很高的位错，这是在马氏体相变时，母相发生协作形变而形成的。 由于马氏体相 变时原子规则地发生位移,使新相(马氏体)和母相之间始终保持一定的位向关系。在铁基合金 中由面心立方母相 γ 变为体心立方(正方)
钢铁家族中各种组织形貌生长特点及性能
钢铁家族中各种组织形貌生长特点及性能现代材料可以分为四大类-—金属、高分子、陶瓷和复合材料。
尽管目前高分子材料飞速发展，但金属材料中的钢铁仍是目前工程技术中使用最广泛、最重要的材料，那么到底是什么因素决定了钢铁材料的霸主地位呢。
下面就为大家详细介绍吧。
钢铁由铁矿石提炼而成,来源丰富，价格低廉。
钢铁又称为铁碳合金，是铁(Fe）与碳(C)、硅(Si）、锰（Mn）、磷(P)、硫（S)以及其他少量元素(Cr、V等）所组成的合金.通过调节钢铁中各种元素的含量和热处理工艺（四把火:淬火、退火、回火、正火）,可以获得各种各样的金相组织，从而使钢铁具有不同的物理性能。
将钢材取样,经过打磨、抛光，最后用特定的腐蚀剂腐蚀显示后,在金相显微镜下观察到的组织称为钢铁的金相组织。
钢铁材料的秘密便隐藏在这些组织结构中。
C系中，可配制多种成分不同的铁碳合金,他们在不同温度下的平衡组织各不相在Fe—Fe3同，但由几个基本相（铁素体F、奥氏体A和渗碳体FeC）组成。
这些基本相以机械混合物的形3式结合，形成了钢铁中丰富多彩的金相组织结构.常见的金相组织有下列八种：一、铁素体碳溶于α-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为铁素体，属bcc结构，呈等轴多边形晶粒分布，用符号F表示.其组织和性能与纯铁相似,具有良好的塑性和韧性，而强度与硬度较低(30-100 HB）。
在合金钢中，则是碳和合金元素在α-Fe中的固溶体.碳在α-Fe中的溶解量很低，在AC1温度,碳的最大溶解量为0.0218％，但随温度下降的溶解度则降至0。
0084％，因而在缓冷条件下铁素体晶界处会出现三次渗碳体.随钢铁中碳含量增加，铁素体量相对减少,珠光体量增加，此时铁素体则是网络状和月牙状。
二、奥氏体碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥氏体，具有面心立方结构，为高温相，用符号A表示。
奥氏体在1148℃有最大溶解度2。
11%C，727℃时可固溶0。
77％C;强度和硬度比铁素体高，塑性和韧性良好，并且无磁性，具体力学性能与含碳量和晶粒大小有关，一般为170~220 HBS、 =40~50％.TRIP钢（变塑钢）即是基于奥氏体塑性、柔韧性良好的基础开发的钢材，利用残余奥氏体的应变诱发相变及相变诱发塑性提高了钢板的塑性,并改善了钢板的成形性能。
钢内部组织及对钢性能的影响
钢内部组织及对钢性能的影响钢是由铁和一定比例的碳组成的合金材料。
它的内部组织对钢的性能产生了重要影响。
钢的内部组织主要包括晶粒、杂质、孪晶和相结构等。
首先，晶粒是钢材内部组织的基本单位。
晶粒是由原子构成的，其大小和形状对钢的性能有重要影响。
晶粒越细小，钢材的强度和韧性通常越高。
这是因为细小的晶粒使得晶界面积增加，晶界是材料中的弱点，对晶体的外部应力起强化作用，从而提高了钢材的强度。
此外，小晶粒也能阻碍晶体的滑移和移位，增加了材料的韧性。
其次，杂质是影响钢性能的重要因素。
杂质包括各种非金属元素和气体，例如硫、磷、氧等。
这些杂质会导致钢材的焊接性、韧性和脆性发生变化。
例如，过多的硫和磷会造成热脆性，降低钢的韧性。
氧化物杂质会导致钢材的剥离、气泡等缺陷，降低钢的强度和韧性。
孪晶是一种特殊的晶界结构，在钢材中具有重要影响。
孪晶是指在塑性变形过程中，晶体沿着特定的输运方向发生薄穗形变而形成的细小晶粒。
钢中的孪晶具有高应力集中和位错富集的特点，使得材料的塑性发生显著变化。
一般情况下，孪晶会降低钢的韧性和抗疲劳性能。
最后，相结构是钢材内部组织的另一个重要特征。
相是指钢材中存在的各种化学成分在固态下形成的组织。
钢中常见的相有铁素体、贝氏体、马氏体等。
不同的相结构会导致钢的力学性能、耐磨性、耐蚀性等发生变化。
例如，贝氏体具有高硬度和强度，常用于制造刀具等需要高耐磨性能的工具钢。
马氏体则具有较高的强度和耐磨性，常用于制造高强度的汽车零件等。
综上所述，钢的内部组织对其性能具有重要影响。
晶粒的大小和形状、杂质的含量、孪晶的形成和相结构的类型等因素都会对钢的强度、韧性、焊接性、脆性、耐磨性以及耐蚀性等产生重要影响。
因此，在钢材的制备和应用中，需要对钢的内部组织进行合理控制，以获得理想的性能和使用效果。
钢材中的各种组织与性能
钢材中的各种组织与性能以下是共析钢的各种组织与性能。
一、珠光体1、珠光体（P）：650℃～727℃等温冷却，片间距约0.3μm，硬度10～20HRC。
2、索氏体（S）：600℃～650℃等温冷却，片间距0.1～0.3μm，硬度20～30HRC。
3、托氏体（T）：550℃～600℃等温冷却，片间距约0.1μm，硬度30～40HRC。
珠光体的片间距越小，硬度越高，塑性与韧性越好。
它是我们日常工作中最易得到的有实用价值的组织。
这也是为什么我们的大部分钢材处理中需要在550℃～700℃等温退火的原因。
二、贝氏体1、上贝氏体：共析钢上贝氏体的形成温度为350℃～550℃。
上贝氏体的力学性能很差，脆性很大，强度也很低，基本上没有实用价值。
2、下贝氏体：共析钢上贝氏体的形成温度为～350℃，在马氏体形成温度附近。
下贝氏体有较高的强度和硬度，还有良好的塑性和韧性，具有较优良的综合力学性能。
不过因为其形成温度较窄，不适宜单批次大量工件的热处理加工。
所以现在大都用添加合金元素的办法来得到下贝氏体钢材。
我国的Mn-B系贝氏体钢研究和应用方面居于世界前列。
三、马氏体1、板条马氏体：C<0.25%，亦称为低碳马氏体。
板条马氏体具有较高的强度，良好的韧性和塑性。
故近年来，生产中已日益广泛地采用低碳钢和低合金钢进行直接淬火的热处理工艺。
2、片状马氏体：C>1.0%，亦称为高碳马氏体。
片状马氏体内应力高，存在孪晶结构，并常伴生有显微裂纹，这些显微裂纹是极有害的，因此片状马氏体硬而脆，塑性和韧性也都较差。
3、隐晶马氏体：隐晶马氏体是片状马氏体的一种，即最大马氏体片细小到在光学显微镜下都无法分辨的情况下。
隐晶马氏体具有一定的韧性，所以有时通过晶粒细化去得到隐晶马氏体。
马氏体中碳的含量越高，内应力越大。
这就是高碳钢在淬火时容易出现变形和裂纹的原因之一。
热处理原理考试试卷及参考答案
热处理原理考试试卷及参考答案(一)填空题1 起始晶粒度的大小决定于成分及冶炼条件。
2 在钢的各种组织中，马氏体的比容最大，而且随着w(C)的增加而增加。
3．板条状马氏体具有高的强度和硬度及一定的塑性与韧性。
它的强度与奥氏体碳含量有关，马氏体板条群越细（或尺寸越小）则强度越高。
4. 淬火钢低温回火后的组织是低碳过饱和铁素体和粒状碳化物ε—FexC ( x ≈ 2.4 ) ；中温回火后的组织是回火屈氏体，一般用于高弹性的结构件；高温回火后的组织是回火索氏体，用于要求足够高的强度及高的塑韧性的零件。
5．钢在加热时，只有珠光体中出现了浓度起伏和结构起伏时，才有了转变成奥氏体的条件，奥氏体晶核才能形成。
6．马氏体的三个强化包括固溶强化、相变强化强化、时效（沉淀）强化。
7．第二类回火脆性主要产生于含Mn、、Cr、Ni 等合金元素的钢中，其产生的原因是钢中晶粒边界偏聚的杂质元素增加的结果，这种脆性可用快冷来防止，此外在钢中加入W 和Mo及形变（亚温回火）热处理等方法也能防止回火脆性。
8．共析钢加热至稍高于727℃时将发生P→A的转变，其形成过程包括A的形核、A的长大、剩余渗碳体的溶解和A成分均匀化等几个步骤。
9 根据共析钢转变产物的不同，可将C曲线分为珠光体、贝氏体、马氏体三个转变区。
10 根据共析钢相变过程中原子的扩散情况，珠光体转变属于扩散型转变，贝氏体转变属于半扩散型转变，马氏体转变属于非扩散型转变。
11．马氏体按其组织形态主要分为片（针）状马氏体和板条状马氏体两种。
其中板条状马氏体的韧性较好。
12．马氏体按其亚结构主要分为胞状亚结构和孪晶亚结构两种。
13．贝氏体按其形成温度和组织形态，主要分为上贝氏体和下贝氏体两种。
14．珠光体按其组织形态可分为片状珠光体和粒状珠光体；按片间距的大小又可分为珠光体、索氏体和托氏体。
15、描述过冷奥氏体在A1点以下相转变产物规律的曲线有TTT 和CCT 两种；对比这两种曲线可看出，前者指示的转变温度比后者高一些，转变所需的时间前者比后者短一些，临界冷却速度前者比后者大。
钢材的基本知识详解
钢晶格的两种构架
钢材的晶格并不都是完好无缺的规则排列，而是存 在许多缺陷，它们将显著地影响钢材的性能，这是 钢材的实际强度远比理论强度小的根本原因。其主 要的缺陷有三种: 点缺陷、线缺陷和面缺陷。
➢ 钢的基本晶体组织
钢是以铁（Fe）为主的Fe-C 合金。Fe-C合金于一定条件 下能形成具有一定形态的聚 合体, 称为钢的组织, 在显 微镜下能观察到它们的微观 形貌图象, 故也称显微组织。
钢材在无穷次交变荷载作用下而不至引起断裂 的最大循环应力值, 称为疲劳强度极限, 实际测量时 常以2×106次应力循环为基准。钢材的疲劳强度与 很多因素有关, 如组织结构、表面状态、合金成分、 夹杂物和应力集中几种情况。一般来说, 钢材的抗 拉强度高, 其疲劳极限也较高。
焊接性能
焊接是把两块金属局部加热, 并使其接缝部分 迅速呈熔融或半熔融状态, 而牢固的连接起来。它 是钢结构的主要连接形式。
2. 温度。随温度的下降而减小，当降到一定温 度范围时，韧性急剧下降，有可能出现脆性断裂－ －冷脆性。所以，在负温下使用的钢材，特别是承 受动荷载的重要结构，必须要检验其低温下的冲击 韧性。
➢ 硬度:硬度表示钢材表面抵抗变形或破裂的 能力。硬度的测定方法很多, 建筑钢材常用 洛氏法或布氏法, 所测硬度称为洛氏硬度或 布氏硬度。
能愈好。
d L
h
d+2.5a
(a) a. 试样安装就绪
(b) 钢筋冷弯试验装置
b. 弯曲180
90o°
(c) c. 弯曲90
钢材的冷弯性能和其伸长率一样, 也是表明钢 材在静荷下的塑性, 而且冷弯是在苛刻条件下对钢 材塑性的严格检验, 它能揭示钢材内部组织是否均 匀, 是否存在内应力及夹杂物等缺陷。在工程中, 冷 弯试验还被用作对钢材焊接质量进行严格检验的一 种手段。
钢材微观组织图
马氏体
马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称。
马氏体最初是在钢（中、高碳钢）中发现的：将钢加热到一定温度 （形成奥氏体）后经迅速冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种 淬火组织。 最先由德国冶金学家 Adolf Martens(1850-1914)于19世纪90年代在一 种硬矿物中发现。马氏体的三维组织形态通常有片状(plate)或者板条状 (lath)，但是在金相观察中（二维）通常表现为针状（needle-shaped）， 这也是为什么在一些地方通常描述为针状的原因。马氏体的晶体结构为体 心四方结构（BCT）。中高碳钢中加速冷却通常能够获得这种组织。高的 强度和硬度是钢中马氏体的主要特征之一。 20世纪以来，对钢中马氏体 相变的特征累积了较多的知识，又相继发现在某些纯金属和合金中也具有 马氏体相变,如:Ce、Co、Hf、Hg、La、Li、Ti、Tl、Pu、V、Zr、和Ag-Cd、 Ag-Zn、Au-Cd、Au-Mn、Cu-Al、Cu-Sn、Cu-Zn、In-Tl、Ti-Ni等。目前广 泛地把基本特征属马氏体相变型的相变产物统称为马氏体。
莱氏体
莱氏体（ledeburite） 莱氏体是液态铁碳合金发生共 晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体，其含碳量 为ωc＝4.3％。当温度高于727℃时，莱氏体由奥氏体和渗 碳体组成，用符号Ld表示。在低于727℃时，莱氏体是由珠 光体和渗碳体组成，用符号Ld’表示，称为变态莱氏体。因 莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所以硬度高，塑性很差 分为高温莱氏体和低温莱氏体两种。奥氏体和渗碳体组成 的机械混合物称高温莱氏体，用符号Ld或（A+Fe3C）表示。 由于其中的奥氏体属高温组织，因此高温莱氏体仅存于 727℃以上。高温莱氏体冷却到727℃以下时，将转变为珠 光体和渗碳体机械混合物（P+Fe3C）,称低温莱氏体，用 Ld'表示。莱氏体含碳量为4.3%。由于莱氏体中含有的渗碳 体较多，故性能与渗碳体相近，即极为硬脆。
(完整版)常见金相组织
5-7、魏氏组织
魏氏组织 200×
魏氏组织 200×
珠光体＋网状及针状铁素体，呈魏氏组织形态。 魏氏组织是指由晶界向内生长的针状铁素体或渗碳
体。魏氏组织铁素体一般在过热组织及焊接热影响区较 常见。
谢谢！
一般灰铸铁在共晶转变时，液相即与奥氏体又与石墨 接触，所以石墨呈片状生成。加镁铸铁在共晶转变时， 它只与奥氏体接触，在石墨周围形成奥氏体外壳，当铸 件凝固后碳是通过周围的奥氏体外壳向石墨堆集，使石 墨均匀生长成球状。
球墨铸铁中常见的石墨形态有球状、团状、开花、蠕 虫、枝晶等几类，最具代表性的形态是球状。
组织为珠光体＋灰色条状石墨
2-2、可锻铸铁 可锻铸铁是一定成分的白口坯件，经过故态石墨化＋
高温退火处理，使共晶渗碳体分解，形成团絮状石墨的 一种铸铁。
所谓“可锻”，仅说明它有一定的韧性和塑性，并不 等于
说它可以锻造。 按生产工艺不同，可锻铸铁通常分为白心可锻铸铁、
黑心可锻铸铁及珠光体可锻铸铁三类。 与直接从铁液中析出的石墨相比较，可锻铸铁的石墨
常见金相组织
1、铁碳平衡组织 2、铸铁组织 3、马氏体 4、贝氏体 5、其它金相组织
第一节 铁碳平衡组织
1、工业纯铁（含碳≤0.0218%) 2、亚共析钢（含碳0.218%～0.77%) 3、共析钢（含碳0.77%，T8钢) 4、过共析钢（含碳0.77%～2.11%) 5、白口铸铁（含碳2.11%～6.69%)
较松散，其间填充着未及撤离的金属基体。 常见的石墨形状为团絮状、絮状、团球状、聚虫状和
枝晶状等。
2-2、可锻铸铁
可锻铸铁 100×
可锻铸铁 200×
左图：铁素体基体＋团絮状石墨 右图：珠光体基体＋团絮状石墨
各种钢号的金相组织
铸铝
变质处理
初晶α固溶体+共晶体
白色树枝状或颗粒状为初晶α固溶体，其余为白色α固溶体和灰色针状硅的共晶组织
40
H68黄铜
退火
单相黄铜组织
为α相，部分晶粒内有退火孪晶
41
H62黄铜
铸态
双相黄铜组织
白色为α相，黑色为β相（CUZN基固溶体）
42
锡青铜
铸态
α相+δ相
黑色枝晶轴为富铜固溶体（α相），白色为富锡固溶体（δ相）
带状组织
白色晶粒为铁素体，黑色条状为珠光体，呈明显的带状分布
32
铁基含油轴承
粉末冶金
珠光体+铁素体+含油孔
黑色指纹状为珠光体，少量白色块状为铁素体，分散的小黑点为疏松的含油孔
（五）各类铸铁组织5种
33
灰口铸铁
铸态
片状石墨
黑色片状组织为石墨，基体未腐蚀
34
可锻铸铁
可锻化退火
团絮状石墨
团絮状黑色组织为石墨，基体未腐蚀
21
15钢
渗碳后退火
渗碳组织
表层为过共析组织（网状渗碳体+珠光体），由表向内含碳量逐渐减少，铁素体增多。
22
45钢
渗硼
渗硼组织
表层为硼化物层（呈锯齿状）和过渡层，心部为45钢基体组织。
23
40Cr
软氮化
软氮化组织
表层为白亮色的氮化合物和含氮的扩散层，心部为40Cr基体组织
（三）合金钢组织5种
24
高速钢
8
共晶白口铁
铸态
变态莱氏体
白色为渗体（包括共晶渗碳体和二次渗碳体），黑色圆粒及条状为珠光体。
9
过共晶白口铁
各种钢的显微组织
45钢
渗硼
渗硼组织
表层为硼化物层（呈锯齿状）和过渡层，心部为45钢基体组织。
23
40Cr
软氮化
软氮化组织
表层为白亮色的氮化合物和含氮的扩散层，心部为40Cr基体组织
（三）钢的其它组织6种
24
20钢
铸态
低碳铸钢组织
白色网状、针状、块状组织为铁素体，黑色部分为珠光体
25
T8钢
退火脱碳
表层脱碳组织
表层脱碳后这亚共析钢，黑色为珠光体，白色为铁素体，心部为粗片状珠光体。
基体为铁素体，白色颗粒状为渗碳体。
18
GCr15
淬火及回火
回火屈氏体
黑色点状，颗粒状为碳化物，其余为有一定饱和碳的铁素体。
19
GCr15
淬火及回火
回火屈氏体
颗粒状为碳化物，其余这铁素体
20
T12
正火
正火组织
白色呈针状、细网络状分布的为渗碳体，其余为片层状珠光体。
21
15钢
渗碳后退火
渗碳组织
表层为过共析组织（网状渗碳体+珠光体），由表向内含碳量逐渐减少，铁素体增多。
13
65Mn
等温淬火
下贝氏体
黑色针状为下贝氏体，白色基体为淬火马氏体和残余奥氏体。
14
20钢
淬火
低碳马氏体
成束的板条状为低碳马氏体
15
T12
淬火
高碳马氏体
深色针片状组织为马氏体，白色为残余奥氏体
16
45钢
淬火
中碳马氏体
黑色针叶状互成120度夹角的针状马氏体，其余为板条状马氏体
17
T10钢
球化退火
球化体
TRIP钢组织与性能
提高钢板性能的方法－－无间隙原子钢
（Interstitial-Free 钢）
极低的碳、氮含量，加入钛等微量合金元素，有极 好的成形性
提高钢板性能的方法－－固溶强化
一定量的碳、氮含量，加入价廉的硅、锰元素， 强度水平为440MPa
提高钢板性能的方法－－沉淀硬化
含有一定量的碳、氮，加入钒、钛、铌等微 量元素，形成碳化物，强度水平为780～ 980MPa
• Zackay认为，这些高强度钢由于发生了应 变诱发马氏体相变，推迟了颈缩的开始时间， 导致了塑性的提高，这就是相变诱发塑性。
• Zackay提出，将具有相变诱发塑性这一特 性的钢，统称为TRIP钢。
• Zackay的TRIP钢含有大量的合金元素，成 本很高，所以，没有被广泛的使用。
5 低碳低合金TRIP钢
• 用TRIP钢试制的汽车零件（front-side-member）， 板厚为1.4mm，用500t压机，经四道工序冲压而成
材料
σs σb δ/% n 值 r 值 极 限 变 实 际 变
/MPa /MPa
形量 形量
TRIP 钢板 471 690 30.2 0.20 1.00 36％ 28％
高强度钢板 220 355 43.1 0.24 1.60
0.185 C-1.0Si-1.87Mn 430 840 29.5 上海大学
不同强化机制的高强度钢板的强度和塑性
• 与传统的强化方式相比较：
– TRIP钢在提高钢板强度的同时，仍然保持 良好的塑性。
– TRIP钢具有最高的强塑积（抗拉强度与延 伸率的乘积）
• 目 前 ， 低 碳 TRIP 钢 的 强 塑 积 已 达 到 了 24,000MPa ， 比 目 前 所 有 的 汽 车 用 钢 材 高 得多。