惠山区钢铁金相组织分析测试机构

钢铁是铁、碳和少量其它元素的合金，铁碳合金的显微组织是研究和分析钢铁材料的基础。从铁-碳相图中可以看出，所有钢铁在室温下的组织均由铁素体（F）和渗碳体（Fe3C）这两个基本相组成。由于碳含量不同，铁素体的相对数量、析出条件和分布情况均各异，呈现各种不同的组织形态。

基本组织有铁素体、渗碳体、珠光体、莱氏体等。上述组织是在极慢的冷却条件下（接近平衡状态，如退火状态）由液态冷却到室温形成的。通过加热、保温、冷却可改变铁碳合金的内部组织，使之发生一系列变化，出现一些新的组织。这些组织有奥氏体、贝氏体、马氏体、回火马氏体、回火屈氏体、回火索氏体、魏氏组织，粒状珠光体等。

典型铁碳相图

1、奥氏体：碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体，仍保持γ-Fe的面心立方晶格。晶界比较直，呈规则多边形；淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处。

奥氏体组织200×

2、铁素体：碳与合金元素溶解在α-Fe中的固溶体。亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁素体沿晶粒边界析出。

铁素体组织200×

3、渗碳体：碳与铁形成的一种化合物。在液态铁碳合金中，单独结晶的渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状。过共析钢冷却时沿Acm线析出的碳化物（二次渗碳体）呈网结状，共析渗碳体呈片状。铁碳合金冷却到Ar1以下时，由铁素体中析出渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状。

4、珠光体：铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物。

珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。过冷度越大，所形成的珠光体片间距离越小。在A1~650℃形成的珠光体片层较厚，在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线，只有放大1000倍才能分辨的片层，称为索氏体。在600~550℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，不能分辨珠光体片层，仅看到黑色的球团状组织，只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体。

5、上贝氏体：过饱和针状铁素体和渗碳体的混合物，渗碳体在铁素体针间。过冷奥氏体在中温（约350~550℃）的相变产物，其典型形态是一束大致平行位向差为6~8°的铁素体板条，并在各板条间分布着沿板条长轴方向排列的碳化物短棒或小片；典型上贝氏体呈羽毛状，晶界为对称轴，由于方位不同，羽毛可对称或不对称，铁素体羽毛可呈针状、点状、块状。若是高碳高合金钢，看不清针状羽毛；中碳中合金钢，针状羽毛较清楚；低碳低合金钢，羽毛很清楚，针粗。转变时先在晶界处形成上贝氏体，往晶内长大，不穿晶。