第1篇 钢铁材料
2 钢的热处理
2.3.2 珠光体转变的机理
珠光体转变是一个由含碳0.77%的奥氏体分解为含碳6.67%的渗碳体和含碳0.02%的铁素体的转变,转���中必然包含着碳的扩散与重新分布和晶格的改建过程,因此,此转变属扩散型转变,由形核和晶核长大两个基本过程组成。
既然珠光体是由铁素体与渗碳体组成的,那么珠光体的形核也就是这两相形核。由于铁素体与渗碳体在同一微小区域内同时出现的可能性很小,因此,珠光体的形核存在哪一个相首先形成的问题,即领先相问题。目前一般认为铁素体与渗碳体都可能成为领先相。通常在共析与过共析钢中以渗碳体为领先相,而在亚共析钢中则不排除以铁素体为领先相的可能性。由于晶界上容易产生能量、成分和结构起伏,故珠光体晶核优先在奥氏体晶界形成。
假设有一个渗碳体晶核在奥氏体晶界形成,如图2-24所示,那么它就会不断吸收邻近奥氏体中的碳原子而长成一小片渗碳体,周围奥氏体中的碳浓度也因此而逐渐降低,慢慢地变成了贫碳区,当此贫碳区的碳浓度降低到该温度下铁素体的平衡碳浓度时,就在渗碳体片的两侧,通过晶格的改建,形成了两小片铁素体,至此,珠光体的形核过程即告完成。
珠光体晶核形成后,随着等温时间的延长,它会继续沿纵向和横向向奥氏体晶粒内长大。如图2-24所示,在奥氏体晶界形成一小片渗碳体和两小片铁素体后,渗碳体片只能纵向长大,而铁素体片则既可以纵向长大,又可以横向长大。当铁素体片横向长大时,它必然要向侧面的奥氏体中排出多余的碳,因而**了侧面奥氏体的碳浓度,这就促进了另一片新的渗碳体在铁素体一侧生成。新的渗碳体片的生成必然会使邻近的奥氏体贫碳,这就促进了另一片新的铁素体在渗碳体一侧生成。如此连续不断地进行下去,就形成了许多铁素体一渗碳体相间的片层,于是珠光体晶核也就横向长大了。
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