珠光体转变及其组织优化方案

1.珠光体组织

在温度A₁以下至550℃左右的温度范围内，过冷奥氏体转变产物是珠光体，即形成铁素体与渗碳体相间排列的层片状的机械混和物组织（见图1-10），所以这种类型的转变又叫珠光体转变。

在珠光体转变中，由A₁以下温度依次降到鼻尖的550℃左右，层片状组织的片间距离依次减小。根据片层的厚薄不同，这类组织又可细分为三种。

图1-10 珠光体组织

第一种是珠光体，其形成温度为A₁～650℃，片层较厚，一般在500倍的光学显微镜下即可分辨。用符号“P”表示。

第二种是索氏体，其形成温度为650～600℃，片层较薄，一般在800～1000倍光学显微镜下才可分辨。用符号“S”表示。

第三种是托氏体，其形成温度为600～550℃，片层极薄，只有在电子显微镜下才能分辨。用符号“T”表示。(www.xing528.com)

实际上，这三种组织都是珠光体，其差别只是珠光体组织的“片间距”大小，形成温度越低，片间距越小。这个“片间距”越小，组织的硬度越高，托氏体的硬度高于索氏体，远高于粗珠光体。

2.珠光体转变过程

奥氏体转变为珠光体的过程也是形核和长大的过程。如图1-11所示，当奥氏体过冷到A₁以下时，首先在奥氏体晶界上产生渗碳体晶核，通过原子扩散，渗碳体依靠其周围奥氏体不断地供应碳原子而长大。同时，由于渗碳体周围奥氏体碳的质量分数不断降低，从而为铁素体形核创造了条件，使这部分奥氏体转变为铁素体。由于铁素体溶碳能力低，所以又将过剩的碳排挤到相邻的奥氏体中，使相邻奥氏体碳的质量分数增高，这又为产生新的渗碳体创造了条件。如此反复进行，奥氏体最终全部转变为铁素体和渗碳体片层相间的珠光体组织。

图1-11 珠光体转变过程示意图

珠光体转变是一种扩散型转变，即铁原子和碳原子均进行扩散。