【金相】金相學(xué)基礎(chǔ)--鐵素體
鐵素體是碳溶解在α-Fe中的間隙固溶體，常用符號F表示。具有體心立方晶格，其溶碳能力很低，常溫下僅能溶解為0.0008%的碳，在727℃時最大的溶碳能力為0.02%。稱為鐵素體或α固溶體，用α或F表示，α常用在相圖標(biāo)注中，F(xiàn)在行文中常用。亞共析成分的奧氏體通過先共析析出形成鐵素體。
形態(tài)成分
鐵素體晶界圓滑，晶內(nèi)很少見孿晶或滑移線，顏色淺綠、發(fā)亮，深腐蝕后發(fā)暗。鋼中鐵素體以片狀、塊狀、針狀和網(wǎng)狀存在。
這部分鐵素體稱為先共析鐵素體或組織上自由的鐵素體。隨形成條件不同，先共析鐵素體具有不同形態(tài)，如等軸形、沿晶形、紡錘形、鋸齒形和針狀等。鐵素體還是珠光體組織的基體。在碳鋼和低合金鋼的熱軋（正火）和退火組織中，鐵素體是主要組成相；鐵素體的成分和組織對鋼的工藝性能有重要影響，在某些場合下對鋼的使用性能也有影響。
碳溶入δ-Fe中形成間隙固溶體，呈體心立方晶格結(jié)構(gòu)，因存在的溫度較高，故稱高溫鐵素體或δ固溶體，用δ表示，在1394℃以上存在，
在1495℃時溶碳量最大。碳的質(zhì)量分數(shù)為0.09%。
主要性能
純鐵素體組織具有良好的塑性和韌性，但強度和硬度都很低；冷加工硬化緩慢，可以承受較大減面率拉拔，但成品鋼絲抗拉強度很難超過1200MPa。由于鐵素體含碳量很低，其性能與純鐵相似，塑性、韌性很好，伸長率δ=45%～50%。強度、硬度較低，σb≈250MPa，而HBS=80。[3]
純鐵在912℃以下為具有體心立方晶格。碳溶于α-Fe中的間隙固溶體稱為鐵素體，以符號F表示。由于α-Fe是體心立方晶格結(jié)構(gòu)，它的晶格間隙很小，因而溶碳能力極差，在727℃時溶碳量最大，可達0.0218%,隨著溫度的下降溶碳量逐漸減小，在600℃時溶碳量約為0.0057%，在室溫時溶碳量約為0.0008%。因此其性能幾乎和純鐵相同，其機械性能如下：
抗拉強度 180—280MN/平方米
屈服強度 100—170MN/平方米
延伸率 30--50%
斷面收縮率 70--80%
沖擊韌性 160—200J/平方厘米
硬度 HB 50—80
由此可見，鐵素體的強度、硬度不高，但具有良好的塑性與韌性。
鐵素體的顯微組織與純鐵相同，呈明亮的多邊形晶粒組織，有時由于各晶粒位向不同，受腐蝕程度略有差異，因而稍顯明暗不同。
鐵素體在770℃以下具有鐵磁性，在770℃以上則失去鐵磁性。
（鐵素體的居里點為770℃）
應(yīng)用研究
從組織形貌及織構(gòu)強弱上分析壓縮樣品中心與邊緣應(yīng)變量的差異，并探討這種形變不均勻性對鐵素體超細化過程及再結(jié)晶過程的影響。研究表明，低碳鋼在A3～Ar3之間大應(yīng)變可實現(xiàn)鐵素體的超細化。觀察到A3以上大應(yīng)變后的淬水組織中心區(qū)也存在一些等軸鐵素體。根據(jù)鐵素體的等軸狀，以及從形變可提高奧氏體自由能的角度考慮，因此認為A3以上可形變誘導(dǎo)出鐵素體。
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