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在金屬材料的世界里，金相組織就像“微觀密碼”，決定著材料的強度、硬度、韌性等關鍵性能。無論是冶煉、鑄造還是熱處理，看懂這些“微觀面孔”都是技術人員的必備技能。

 

1. 奧氏體：面心立方的“溶解高手”

本質：碳與合金元素溶解在γ-Fe中的固溶體，保持γ-Fe的面心立方晶格。

特征：晶界平直，呈規(guī)則多邊形；在淬火鋼中，殘余奧氏體常分布在馬氏體間的空隙處，像鑲嵌的“小顆粒”。

 

2. 鐵素體：溫和的“塊狀晶體”

本質：碳與合金元素溶解在α-Fe中的固溶體。

特征：亞共析鋼中慢冷的鐵素體呈塊狀，晶界圓滑；當碳含量接近共析成分時，鐵素體沿晶粒邊界析出，如同“邊緣鑲嵌物”。

 

3. 滲碳體：多樣形態(tài)的“碳鐵化合物”

本質：碳與鐵形成的化合物（Fe?C），硬度高、脆性大。

特征：

（1）一次滲碳體：液態(tài)中單獨結晶，呈塊狀，棱角不尖銳；

（2）共晶滲碳體：呈骨骼狀，如同“骨架”支撐組織；

（3）二次滲碳體：過共析鋼中沿晶界析出，呈網結狀；

（4）共析滲碳體：與鐵素體組成珠光體，呈片狀；

（5）三次滲碳體：從鐵素體中析出，在晶界呈不連續(xù)薄片狀。

 

4. 珠光體：鐵素體與滲碳體的“層狀組合”

本質：共析反應形成的鐵素體與滲碳體機械混合物，因片層結構在顯微鏡下呈珍珠光澤得名。

特征：片間距離隨過冷度變化

（1）粗珠光體（650℃以上形成）：片層較厚，400倍顯微鏡可分辨平行條帶；

（2）索氏體（650~600℃形成）：片層較細，500倍顯微鏡僅見黑線，1000倍才顯片層；

（3）屈氏體（600~550℃形成）：片層極細，500倍顯微鏡呈黑色球團，需電子顯微鏡才能看清。

 

5. 上貝氏體：羽毛狀的“中溫產物”

本質：過飽和針狀鐵素體與滲碳體的混合物，滲碳體分布在鐵素體針間。

特征：形成于350~550℃，典型形態(tài)為“羽毛狀”——一束平行排列的鐵素體板條，板條間分布短棒狀滲碳體。低碳鋼中羽毛清晰、針粗，高碳鋼中則較難分辨，轉變時從晶界向晶內生長，不穿晶。

 

6. 下貝氏體：針內藏碳化物的“低溫變體”

本質：過飽和鐵素體與滲碳體的混合物，滲碳體位于鐵素體針內部。

特征：形成于350℃~Ms（馬氏體轉變點），呈雙凸透鏡狀針形，針葉不交叉但可交接。與回火馬氏體相比，顏色更深（易受侵蝕），碳化物顆粒更粗；高碳鋼中針葉更細，低碳鋼中稍粗。

 

7. 粒狀貝氏體：鐵素體中的“小島群”

本質：大塊狀鐵素體與小島狀富碳組織的復相結構。

特征：形成于貝氏體轉變溫度上限，鐵素體呈塊狀或條狀，內部分布大量富碳奧氏體小島。這些小島后續(xù)可能保留為殘余奧氏體，或分解為珠光體、貝氏體，甚至部分轉變?yōu)轳R氏體（形成M-A組織）。

 

8. 無碳化物貝氏體：純凈的“板條鐵素體”

本質：單相板條狀鐵素體，又稱鐵素體貝氏體。

特征：形成于貝氏體轉變溫度最上部，板條鐵素體之間為富碳奧氏體（后續(xù)可能發(fā)生轉變）。常見于低碳鋼或硅、鋁含量高的鋼中，組織純凈無碳化物顆粒。

 

9. 馬氏體：過飽和的“極速冷卻產物”

本質：碳在α-Fe中的過飽和固溶體，由奧氏體快速冷卻（淬火）形成。

特征：分兩種典型形態(tài)

（1）板條馬氏體：低、中碳鋼及不銹鋼中常見，由平行板條組成“板條束”，一個奧氏體晶?？缮?~5個束；

（2）片狀馬氏體：高碳鋼及高鎳合金中常見，呈針狀或塊狀，針葉間呈120°角，高碳馬氏體晶界清晰，細針狀時呈布紋狀（隱晶馬氏體）。

 

10. 回火馬氏體：馬氏體的“低溫蛻變”

本質：馬氏體在150~250℃回火后，分解出極細過渡型碳化物與低飽和α相的混合物。

特征：光學顯微鏡下呈暗黑色針狀（保留馬氏體位向），與下貝氏體相似，僅電子顯微鏡可見細小碳化物質點，易受腐蝕變黑。

 

11. 回火屈氏體：中溫回火的“模糊組織”

本質：馬氏體在350~500℃回火形成的碳化物與α相混合物。

特征：鐵素體基體內分布極細粒狀碳化物，針狀形態(tài)逐漸消失，光學顯微鏡下僅見暗黑組織，碳化物顆粒需電子顯微鏡才能分辨，且比回火馬氏體更粗。

 

12. 回火索氏體：高溫回火的“均勻結構”

本質：馬氏體在500~650℃高溫回火形成，由等軸鐵素體與均勻碳化物顆粒組成。

特征：馬氏體片痕跡完全消失，鐵素體呈等軸狀，碳化物顆粒較回火屈氏體更粗，光鏡下難分辨，電鏡下可見清晰顆粒分布。

 

13. 萊氏體：奧氏體與滲碳體的“共晶混合物”

本質：鐵碳合金共晶反應產物，由奧氏體與滲碳體組成。

特征：在顯微鏡下呈“樹枝狀奧氏體分布在滲碳體基體上”，如同樹枝扎根于土壤，是高碳合金的典型組織。

 

14. 粒狀珠光體：球狀碳化物的“球化形態(tài)”

本質：鐵素體基體上分布粒狀碳化物，由球化退火或高溫回火形成。

特征：碳化物呈顆粒狀而非片狀，相比片狀珠光體，韌性更好，加工性能更優(yōu)，是改善高碳鋼切削性能的常用組織。

 

15. 魏氏組織：晶粒粗大的“異常產物”

本質：奧氏體晶粒粗大時，先共析相呈針狀與珠光體混合的組織。

特征：

（1）亞共析鋼：鐵素體呈片狀、羽毛狀或三角形，沿奧氏體晶界向晶內生長；

（2）過共析鋼：滲碳體呈針狀或桿狀，分布在奧氏體晶粒內部。

魏氏組織會降低材料韌性，需通過細化晶粒消除。