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    鋼管知識普及之——什么是鋼的金相組織




    鋼管知識普及之——什么是鋼的金相組織,金屬的晶體結構物質是由原子組成的,按原子排列方式的不同可把物質分為二類,即晶體和非晶體。晶體中的原子排列是有規律的,即“有序排列”,這種規律的排列方式稱為晶體的結構;而非晶體中的原子排列是無規律的,即“無序排列”。通常把原子的排列方式稱為晶格結構,所有金屬的原子排列方式都是有規律的,因此,金屬是屬于晶體。
    鐵的最基本的晶格結構有兩種:即體心立方晶格(α-Fe)和面心立方晶格(γ-Fe)。
    “相”的概念:金屬合金組織中的化學成分、晶體結構、物理性能相同的組分。在金屬學的范疇稱為金相,其中包括固溶體、金屬化合物和純元素。
    “組織” 的概念:泛指使用金相方法看到的,由形態、尺寸不同、分布方式不同的一種或多種相構成的總體,以及各種材料缺陷和損傷。
    通常我們把鐵(Fe)和一定的碳(C)組成的合金稱之為鋼,但碳在鋼中是以鐵與碳的化合物(Fe3C)形式存在。由于碳在鋼中的存在,將對鐵的晶格結構產生影響,并形成了不同的組織,一般將鋼中的各種組織統稱為金相組織。鋼的金相組織不同,其性能具有很大的差別。而對鋼進行不同的熱處理,就可以獲得不同的組織,最終獲得我們所需要的性能,鋼的基本組織有以下幾種:
    (1)  奧氏體:鐵和其它元素形成的面心立方結構的固溶體,一般指碳和其它元素在γ鐵中的間隙固溶體。
    (2)  鐵素體:鐵和其它元素形成的體心立方結構的固溶體,一般是指碳和其它元素在α鐵中的間隙固溶體。
    (3)  馬氏體:奧氏體通過無擴散型相變而轉變成的亞穩定相。實際上,是碳在鐵中過飽和的間隙式固溶體。晶體具有體心正方結構。
    (4)  珠光體:鐵素體片和滲碳體片交替排列的層狀顯微組織,是過冷奧氏體進行共析反應的直接產物,也可理解為鐵素體和滲碳體的機械混合物。
    (5)  貝氏體:過冷奧氏體在低于珠光體轉變溫度和高于馬氏體轉變溫度之間范圍內分解成的鐵素體和滲碳體的聚合組織。在較高溫度分解成的叫上貝氏體,呈羽毛狀;
    在較低溫度分解成的叫下貝氏體,呈類似于低溫回火馬氏體針狀組織的特征。
    此外,在實際生產中,根據產品性能的要求及具體執行的熱處理工藝,在鋼中還會有其它一些組織,如索氏體、屈氏體、粒狀珠光體、回火馬氏體、回火索氏體等,但這些組織與上面的幾個基本組織無本質上的區別。



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