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什么是珠光体,性能表现如何

定义

珠光体是铁素体和渗碳体片层相间的机械混合物。它是过冷奥氏体在共析温度(727℃)下发生共析转变的产物。在显微镜下观察,珠光体中的铁素体和渗碳体呈交替的片层状分布,这种片层结构是珠光体的典型特征。

从晶体结构角度来看,铁素体是碳溶于 α - Fe 中形成的间隙固溶体,体心立方结构,其含碳量极低(一般小于 0.0218%)。渗碳体是一种间隙化合物,化学式为 Fe₃C,含碳量高达 6.69%,具有复杂的斜方晶格结构。珠光体中这两种相的紧密结合,赋予了它独特的性能。

性能表现

力学性能

强度和硬度:珠光体的强度和硬度比铁素体高。这是因为渗碳体的存在,渗碳体硬度很高(约 800HBW),它在珠光体中起到强化作用。珠光体的抗拉强度一般在 770 - 870MPa 左右,而铁素体的抗拉强度仅约 250 - 300MPa。例如,在制造一些要求一定强度的机械零件时,珠光体组织能够满足其基本的力学性能需求。

塑性和韧性:与渗碳体相比,珠光体的塑性和韧性较好,但比铁素体稍差。因为珠光体中的铁素体片层能够在一定程度上阻止裂纹的扩展,不过渗碳体的脆性会在一定程度上降低整体的韧性。其断后伸长率一般在 10 - 20% 左右,冲击韧性在 20 - 30J/cm² 左右。

物理性能

密度:珠光体的密度介于铁素体和渗碳体之间。铁素体密度约为 7.87g/cm³,渗碳体密度约为 7.69g/cm³,珠光体密度大致在 7.7 - 7.8g/cm³ 之间。

磁性:珠光体具有铁磁性,这主要是因为其中的铁素体是铁磁性物质。在磁场作用下,珠光体会表现出明显的磁性响应,这种磁性在磁性材料的应用等领域具有重要意义。

加工性能

切削性能:珠光体的切削性能较好。由于其具有一定的硬度和强度,在切削过程中,切屑容易断裂,不会出现连绵不断的长切屑,有利于加工表面质量的提高。例如,在车削珠光体组织的钢材时,刀具的磨损相对较小,能够获得较好的加工精度。

锻造性能:珠光体的锻造性能不如纯铁素体组织。因为渗碳体的存在,使得金属的塑性变形能力下降。在锻造过程中,需要更高的锻造温度和更大的锻造力,才能使珠光体组织发生有效的塑性变形。

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