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莱氏体

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的顯微組織

肥粒鐵(α-Fe, δ-Fe)
奥氏体(γ-Fe)
马氏体
波來鐵(88%肥粒鐵,12%碳化三铁)
變韌鐵
粒滴斑铁(肥粒鐵及碳化三铁
的共晶混合物,含碳量4.3%)
碳化三铁(Fe3C)
β铁(β-Fe)
ε铁(ε-Fe)

坩埚钢
碳鋼(含量≤2.1%)
彈簧鋼(低或無合金
合金鋼(含有碳以外的元素)

马氏体时效钢(含鎳)
不鏽鋼(含鉻量≥10.5%)
耐候钢
工具鋼(工具用的合金鋼)
其他含鐵材料

鑄鐵(含碳量>2.1%)
球墨鑄鐵

灰鑄鐵
可鍛鑄鐵
白鑄鐵
锻铁(含有熔渣)

粒滴斑鐵(ledeburite)是液態鐵碳合金在1147℃左右發生共晶轉變時形成的共晶混合物,由奥氏体(γ-Fe)和渗碳体(Fe3C)组成,含碳量为4.3%,用Ld表示。进一步降温到727℃时,组分之一的奥氏体转变成珠光体,莱氏体成为珠光体和渗碳体的机械混合物,被称为低温莱氏体或变态莱氏体,由Ld'表示。

得名[编辑]

莱氏体的命名得自德国矿物和冶金学家阿道夫·莱德布尔(Adolf Ledebur 1837-1916)。1882年,勒德布尔在弗莱贝格工业大学对铁碳合金的金相结构进行研究,发现了存在着这种共晶混合物[1]

形成[编辑]

液态铁碳合金在1147℃左右会发生共晶转变,含碳量为4.3%的液态铁碳合金会转化为含碳量为2.11%的奥氏体和6.67%的渗碳体两种晶体的混合物的莱氏体,其比例大约是1:1

L4.3%→Ld(γ2.11%+Fe3C)

随着温度的降低,莱氏体中总碳含量组成不变,但其中的组分奥氏体和渗碳体的比例在发生改变。当温度降到727℃以下时,莱氏体中的奥氏体成分会发生共析转变,生成铁素体和渗碳体层状分布的珠光体。

γ0.77%→P(α0.0218%+Fe3C)

所以727℃以下时,莱氏体是珠光体和渗碳体的机械混合物。

过共晶与亚共晶组成分析[编辑]

雖然粒滴斑鐵中碳的含量是4.3%,但含量在2.06%到6.67%的液態鐵碳合金在降溫過程中都會有粒滴斑鐵產生,只是由於含碳量不同,產生的固態合金中不僅有粒滴斑鐵,還有其他成分。 含碳量在2.11%到4.3%的液態鐵碳合金在降温到共晶温度之前,沃斯田鐵即逐漸析出。到1147℃時,剩餘的液態合金發生共晶轉變,形成粒滴斑鐵,整個合金组成是先析出的沃斯田鐵和粒滴斑鐵。溫度繼續降低後,先析出的沃斯田鐵會沿晶界析出渗碳體,被稱為二次渗碳體。

γ→Fe3C(II)

这样含碳量在2.11%到4.3%的合金是奥氏体、莱氏体和二次渗碳体的混合物,但二次渗碳体和莱氏体中的渗碳体很难区分。而降到727℃以下时,奥氏体转换成珠光体,合金组成为珠光体、低温莱氏体和二次渗碳体的混合物,是亚共晶白口铁的主要成分[2]

含碳量在4.3-6.67%的液态铁碳合金在降温到共晶温度之前,渗碳体逐渐析出,被称为一次渗碳体。到了1147℃时,剩余的液态合金会发生共晶转变反应转变成莱氏体,此时的合金组成是莱氏体和一次渗碳体的混合物。随后一直保持这一组成727℃,至室温后即为低温莱氏体和一次渗碳体的混合物,是过共晶白口铁的主要成分。结构上是低温莱氏体分布在粗树枝状的白色一次渗碳体之间[3]

纯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。

注释[编辑]

  1. ^ http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/mw1_ge/kap_8/advanced/t8_4_1.html
  2. ^ http://www.sxjdxy.org/jpkc/jgnew/dzja/9.html
  3. ^ http://www.china-metallography.com/china-met08/heat-treatment/heat004.htm