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金相學(xué)基礎(chǔ)--滲碳體滲碳體(cementite),是鐵與碳形成的金屬化合物,其化學(xué)式為Fe3C。滲碳體的含碳量為ωc=6.69%,熔點(diǎn)為1227℃。其晶格為復(fù)雜的正交晶格,硬度很高HBW=800,塑性、韌性幾乎為零,脆性很大。 在鐵碳合金中有不同形態(tài)的滲碳體,其數(shù)量、形態(tài)與分布對(duì)鐵碳合金的性能有直接影響。分為一次滲碳體(從液體相中析出)、二次滲碳體(從奧氏體中析出)和三次滲碳體(從鐵素體中析出)。 理化特性 滲碳體的分子式為 Fe3C ,它是一種具有復(fù)雜晶格結(jié)構(gòu)的間隙化合物。它的含碳量為6.69%;熔點(diǎn)為1227℃左右;不發(fā)生同素異晶轉(zhuǎn)變;但有磁性轉(zhuǎn)變,它在230℃以下具有弱鐵磁性,而在230℃以上則失去鐵磁性;其硬度很高(相當(dāng)于HB800),而塑性和沖擊韌性幾乎等于零,脆性極大。 滲碳體不易受硝酸酒精溶液的腐蝕,在顯微鏡下呈白亮色,但受堿性苦味酸鈉的腐蝕,在顯微鏡下呈黑色。滲碳體的顯微組織形態(tài)很多,在鋼和鑄鐵中與其他相共存時(shí)呈片狀、粒狀、網(wǎng)狀或板狀。 滲碳體是碳鋼中主要的強(qiáng)化相,它的形狀與分布對(duì)鋼的性能有很大的影響。同時(shí)Fe3C又是一種介(亞)穩(wěn)定相,在一定條件下會(huì)發(fā)生分解:Fe3C→3Fe+C,所分解出的單質(zhì)碳為石墨。 滲碳體(Fe3C或Cm):滲碳體是鐵和碳形成的金屬化合物,含碳量為6.67%(有些書(shū)上為6.69%),具有復(fù)雜的斜方晶體結(jié)構(gòu),熔點(diǎn)為1227℃。在鋼中,滲碳體以不同形態(tài)和大小的晶體出現(xiàn)在組織中,對(duì)鋼的力學(xué)性能影響很大。 經(jīng)3%~5%硝酸酒精溶液侵蝕后呈白亮色,若用苦味酸鈉溶液熱侵蝕,則被染成黑褐色,而鐵素體仍為白色,由此可區(qū)別開(kāi)鐵素體和滲碳體。滲碳體的硬度很高,達(dá)到HB800以上,脆性很大,強(qiáng)度和塑性很差。經(jīng)過(guò)不同的熱處理,滲碳體可以成片狀、粒狀或斷續(xù)網(wǎng)狀。在一定條件下(如高溫長(zhǎng)期停留或緩慢冷卻),滲碳體可以分解而形成石墨狀的自由碳:Fe3C→3Fe + C(石墨)。這一過(guò)程對(duì)于鑄鐵和石墨鋼具有重要意義。 形成過(guò)程 初生滲碳體 :在鐵一碳合金平衡結(jié)晶過(guò)程中,具有過(guò)共晶成分的合金(過(guò)共晶白口鑄鐵)的液相合金冷卻到液相線以下時(shí)析出的滲碳體稱為初生滲碳體。 共晶滲碳體 :在萊氏體組織中,點(diǎn)條狀?yuàn)W氏體均勻分布在滲碳體基體上,這種滲碳體稱為共晶滲碳體。 先共析相及先共析滲碳體:具有亞共析和過(guò)共析成分的合金,在發(fā)生共析轉(zhuǎn)變前,總是隨著溫度的降低,先析出構(gòu)成共析轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的某一相,先析出的相叫先共析相,如亞共析鋼中的先共析鐵素體和過(guò)共析鋼中的先共析滲碳體。由于形成條件不同,先共析相的形態(tài)有塊狀、網(wǎng)狀和魏氏組織三大類。 共析滲碳體 :珠光體中的滲碳體稱為共析滲碳體。 二次滲碳體 :在鐵-碳合金平衡結(jié)晶過(guò)程中,具有共析成分(含碳量)以上的合金(過(guò)共析鋼、亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、過(guò)共晶白口鑄鐵)在緩冷到一定程度時(shí),奧氏體中的含碳量達(dá)到飽和,繼續(xù)降溫就會(huì)沿奧氏體晶界析出滲碳體,在顯微組織上呈網(wǎng)狀分布。這種由奧氏體中析出的滲碳體叫二次滲碳體。 三次滲碳體 :工業(yè)純鐵在平衡冷卻至碳在鐵中的固溶線(Fe-C平衡圖PQ線)以下時(shí),碳在鐵素體中的溶解度達(dá)到飽和,溫度再下降,將從鐵素體中析出三次滲碳體。三次滲碳體是從鐵素體晶界上析出,由于數(shù)量很少,一般沿鐵素體晶界呈斷續(xù)片狀分布。 自由滲碳體 :是指那些游離于珠光體(共析組織)或萊氏體(共晶組織)等機(jī)械混合物(組織)之外的而作為一種獨(dú)立的相存在的滲碳體,如先共析滲碳體、初生滲碳體等。 加工工藝 鋼中滲碳體以各種形態(tài)存在,外形和成分有很大差異。一次滲碳體多在樹(shù)枝晶間處析出,呈塊狀,角部不尖銳;共晶滲碳體呈骨骼狀,破碎后呈多角形塊狀;二次滲碳體多在晶界處或晶內(nèi),可能是帶狀、網(wǎng)狀或針狀;共析滲碳體呈片狀,退火、回火后呈球狀或粒狀。在金相圖譜中滲碳體白亮,退火狀態(tài)呈珠光色。一次滲碳體和破碎的共晶滲碳體只有在萊氏體鋼絲,如9Cr18、Cr12、Cr12MoV和W18Cr4V中才能見(jiàn)到,只要熱加工工藝得當(dāng),冷拉用盤(pán)條中的一次滲碳體塊度應(yīng)較小、無(wú)尖角,共晶碳化物應(yīng)破碎成小塊、角部要圓滑,否則根本無(wú)法拉拔,滲碳體帶輕度棱角的盤(pán)條,可以通過(guò)正火后球化退火+輕度(Q020%)拉拔+高溫再結(jié)晶退火的方法加以挽救。帶狀和網(wǎng)狀滲碳體也是拉絲用盤(pán)條中不應(yīng)出現(xiàn)的組織,這兩種組織提高鋼的脆性,不利于鋼絲加工成形,顯著降低成品鋼絲的切削性能和淬火均勻性,對(duì)網(wǎng)狀2.5級(jí)的盤(pán)條可用正火的方法改善網(wǎng)狀,一般來(lái)說(shuō)鋼絲經(jīng)冷拉-退火兩次以上循環(huán),網(wǎng)狀可降低0.5-1級(jí)。 相關(guān)產(chǎn)品信息請(qǐng)登錄:http://dd9i8dmvbv023qy.cn/ |