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固溶體

? ? ? ?組成各類合金的組元，在液態(tài)時互相溶解，當合金由液態(tài)結晶為固態(tài)時，組元之間仍能互相溶解而形成的均勻一致的固體合金稱為固溶體，這一含義與食鹽或糖溶解在水中而形成的鹽水或糖水液溶體相似。

? ? ? ?固溶體的結晶結構是在一種組元的晶格上分布著兩種組元的原子，組成固溶體的組原液和液溶體一樣，有溶質和溶劑之分，形成固溶體后，金額保持不變的組員稱為溶劑，晶格消失的組員稱為溶質，固溶體晶格類型與溶劑組元相同。

根據溶質原子在溶劑晶格中所處的位置不同，固溶體可以分成兩大類:

間隙固溶體

? ? ? ? 若溶質原子在溶劑晶格中并不占據晶格結點的位置，而是處于各節(jié)點間的間隙中，則這種形式的固溶體稱為間隙固溶體，例如碳氮硼等非金屬元素融入鐵中形成的固溶體機屬于這種類型。

置換固溶體

? ? ? ?若溶質原子代替一部分溶劑原子而占據著溶劑晶格中的某些結點位置，則這種類型的固溶體稱為置換固物液體，形成著類固溶體的溶質原子，其大小必須與溶劑原子相近，鎳鉻等合金元素溶入鐵中形成的固溶體屬于這種類型。

? ? ? ?無論是間隙固溶體還是置換固溶體，雖然仍保持著溶劑金屬的晶格類型，但都因溶質原子的融入，而使溶劑晶格發(fā)生畸變，晶格畸變阻礙了位錯運動，晶面之間的滑移變得困難，從而提高了合金抵抗塑性變形的抗力，此外也表現(xiàn)出固溶體比純金屬具有較高的強度和硬度，通過溶入溶質元素形成固溶體，從而使金屬材料的強度硬度升高的現(xiàn)象稱為固溶強化，它是提高金屬材料機械性能的重要途徑之一。

奧氏體〔γ-Fe(C)〕

? ? ? ?奧氏體在碳鋼中試探溶于γ-Fe中的固溶體，而在合金中是碳和合金元素溶于γ-Fe中的固溶體。

? ? ? ?奧氏體塑性很高，硬度和屈服點較低，布氏硬度值一般為HB170~220，它是鋼中比容量較小的組織，奧氏體在1147攝氏度時可溶解碳范圍2.06%，在723攝氏度時，溶解碳為0.8%。

? ? ? ?奧氏體仍然保持伽瑪鐵的面心立方晶格在金相組織中呈現(xiàn)規(guī)則的多邊形。

鐵素體〔α-Fe(C)〕

? ? ? ?鐵素體是碳與合金元素溶解在α-Fe中的固溶體。

? ? ? ?鐵素體性能接近純鐵，硬度低，約為HB80~100，塑性好，固溶有合金元素的鐵素體，能夠提高鋼的強度，在723攝氏度時，碳在鐵素體中最大溶解度為0.02%，在常溫下含碳量為0.008%。

? ? ? ?鐵素體仍然保持α-Fe的體心立方晶格在金相組織中具有典型的純金屬多面體金相特征。

滲碳體〔Fe3C〕

? ? ? ?滲碳體是鐵和碳的化合物，又稱碳化三鐵，在常溫下，鐵碳合金中的碳大部分以滲碳體的形式存在，根據鐵碳平衡圖滲碳體可分為

一次滲碳體，二次滲碳體與三次滲碳體。

? ? ? ?滲碳體在低溫下有弱磁性，高于217攝氏度時磁性消失，滲碳體的融化溫度為1600度。含碳量為6.67%，其硬度很高，大于700HP，脆性很大，塑性近乎于零。

　　滲碳體具有的復雜的斜方晶格，沒有同素異形轉變，滲碳體可與其它合金元素形成置換式固溶體，以滲碳體晶格為機體的這種固溶體叫合金滲碳體，滲碳體是一種介穩(wěn)化合物，在一定條件下可分解成石墨狀的自由探，滲碳體在金相組織中以不同形式存在，一次滲碳體多呈柱狀，二次和三次滲碳體多以白色網狀形式出現(xiàn)。

珠光體

　　珠光體是鐵素體和滲碳體的混合物，是含碳量為0.8%的碳鋼共析轉變的物產。他在顯微鏡下觀察與珍珠相似，所以稱之為珠光體。若珠光體中的滲碳體呈球狀分布，則稱為球狀珠光體，弱珠弱珠光體中的滲碳體呈片狀分布，則稱為片狀珠光體。

　　珠光體的機械性能與珠光體片間距及滲碳體的分布形狀有關，而細的比粗的要好，越細化其強度越高，球狀珠光體片狀珠光體的性能要好，片狀珠光體硬度值大約為HB190~200，材質硬塑塑性變形較難，球狀珠光體硬度值較小，約為HB160~190，材質軟易塑性變形，因此珠光體具有良好的機械切削加工性能。

索氏體

? ? ? ?索氏體是屬于珠光體類型的組織，它也是鐵素體與滲碳體的混合物。但組織要比珠光體系的多，有良好的綜合機械性能，硬度約為HB240~320。

屈氏體

? ? ? ?屈氏體是由鐵素體與滲碳體組成的極其彌散的混合物，是一種最細的珠光體類型組織，它比索氏體更系，硬度約為HB400~500，屈氏體與索氏體一樣，可以通過冷奧氏體的等溫轉變或通過淬火鋼回火等方法獲得屈氏體。

馬氏體

　　馬氏體是碳在α-Fe中的過飽和固溶體，剛剛在高溫奧氏體之后，若快速冷卻至馬氏體點以下時，由于γ-Fe在低溫下，結構不穩(wěn)定，便轉變?yōu)棣?Fe，但冷卻速度快，鋼中碳原子來不及擴散，保留了高溫時母相奧氏體的成分，因此馬氏體是鋼在奧氏體化后快速冷卻到馬士提點之下，發(fā)生擴散性相變的產物。

　　馬氏體處于亞穩(wěn)定狀態(tài)，由于碳在α-Fe中過飽和，使α-Fe的體心立方晶格發(fā)生了畸變，形成了立體心正方晶格，馬氏體具有很高的硬度，約為HB640~760，很脆，沖擊韌性低，斷面收縮率和延伸率幾乎等于0，由于過飽和的碳使晶格發(fā)生畸變，因此馬氏體的比容比奧氏體大，另外在馬氏體形成時，會在缸中產生很大的相變應力。

　　馬氏體在金相組織中是互成一定角度的白色針狀結構，在正常的淬火工藝下獲得馬氏體，大部分為細針或隱針狀。

貝氏體

　　貝氏體是過冷奧氏體，在中溫區(qū)間約250到450攝氏度，相變產生的過飽和的鐵素體和滲碳體混合物。

　　貝氏體因形成的溫度不同，組織特征也不同，在接近珠光體形成溫度時，所生成的組織叫上貝氏體，其特征為由晶粒邊界開始向晶內同一方向平行排列的α-Fe片。片間夾雜著滲碳體顆粒在金相組織中成羽毛狀，由于方位不同，羽毛可對稱或不對稱，在300攝氏度附近形成的組織叫下貝氏體，在金相組織中呈黑針狀，上下貝氏體只是形狀和碳化物分布不同，沒有質的區(qū)別。

　　上貝氏體的強度小于同一溫度形成的細片狀珠光體，脆性也較大，下貝氏體與相同溫度的回火馬氏體強度相近，下貝氏體的性能優(yōu)于上貝氏體，有時甚至優(yōu)于回火馬氏體。

萊氏體

? ? ? ?萊氏體在高溫下是滲碳體和奧氏體的混合物，它是鐵水冷卻到1147度，直接凝固形成的，它在常溫下是珠光體和滲碳體的混合物。

? ? ? ?由于合金元素作用，而因此許多高合金鋼都屬于萊氏體鋼。

? ? ? ?萊氏體是由鐵水結晶出來的，形態(tài)比較自由，缸中多分布在晶界處，加工后破碎成塊狀。

魏氏組織

? ? ? ?亞共析鋼因為過熱而形成的粗晶奧氏體，在一定過冷條件下，除了在原來奧氏體晶粒邊界上析出塊狀的α-Fe外，還有從晶界向晶粒內部生長的片狀α-Fe，這種α-Fe與原來的奧氏體有著一定的結晶位向關系，這些在經歷中出現(xiàn)的互成一定角度或彼此平行的片狀α-Fe，即為通常所稱的亞共析鋼的魏氏組織。

? ? ? ?過熱的亞共析鋼在較快的冷卻速度下容易產生魏氏組織，魏氏組織嚴重時會使鋼的沖擊韌性，斷面收縮率下降，使鋼變脆，可采用完全退火使之消除。

撰? 稿? 人：? 科技協(xié)會科創(chuàng)部? ? ? ? 馬浩然?

責任編輯：? 科技協(xié)會執(zhí)行主席? ? ?韓飛洋

執(zhí)行編輯：? ?融媒體微網平臺 　? ?于潤澤

總? 編? 輯：　　　　　　　　? ? ? ?李曉萌