碳钢的先共析相和伪珠光体,与生产息息相关,你了解吗?

文摘   2024-10-23 19:00   湖北  

共析钢奥氏体化后过冷,在A1~鼻温(C曲线)范围内会发生珠光体转变。

然而,亚共析钢与过共析钢在珠光体转变前,还会有先共析铁素体和先共析渗碳体析出。见图1。

图1

从铁碳相图(图2)也可以理解这一点。在平衡条件下,亚共析钢从奥氏体状态缓慢冷却,首先析出铁素体,剩余的奥氏体中碳含量不断增加;过共析钢则先析出渗碳体,剩余奥氏体中含碳量不断减少。冷却至A1线附近,亚共析钢和过共析钢中的奥氏体碳含量达到0.77%,即S点,开始发生珠光体转变。

图2

以上是缓慢冷却时的转变过程,实际上随着冷却速度的增加,先共析铁素体或渗碳体的生成量是不断减少的。当冷却速度足够快,甚至没有先共析相析出。

图3

图3可以说明先共析相的析出过程。图3中,将A3及Acm线延伸至A1线以下,用虚线SE'和SG‘表示。SE'线表示渗碳体在过冷奥氏体的饱和溶解度极限,SG‘为铁素体在过冷奥氏体中的饱和溶解度极限。

共析成分和偏离共析成分的奥氏体冷却至SE'G‘下部区域时,将都会发生珠光体转变,而且析出相全部为珠光体,没有先共析相生成。

偏离共析成分的过冷奥氏体形成的珠光体,称为伪共析体或伪珠光体。

奥氏体冷却越快,转变温度越低,先共析相就越少,伪珠光体就越多。

生产上,为了提高钢材强度,采用轧制后立即水冷或者喷雾冷却方法,减少先共析铁素体的析出,尽可能多地转变为伪珠光体。

过共析钢,容易形成网碳,主要是冷却速度慢造成。因为网碳的形成,是碳原子扩散聚集于晶界的结果。为了抑制网碳出现,可以采取快冷的方式,使过冷奥氏体全部转化为伪珠光体。

工业上常用铅浴淬火获得珠光体类组织,然后通过拉拔获得高强度钢丝。

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