C3-与奥氏体相接的铁素体C% C4一与Fe3C相接的铁素体C% (1)由于过冷奥氏体中存在C浓度不均匀,导致C原子扩散(如图3-5),C原 子扩散破坏该温度下的C浓度平衡,为了恢复平衡,与铁素体相接的奥氏体形 成铁素体排出C使碳浓度升髙到Cl,与Fe3C相接的奥氏体形成Fe3C使碳浓度 降低到C2,其结果导致C原子扩散再次发生。如此反复,珠光体晶核纵向长入 奥氏体晶内 (2)远离珠光体晶核的奥氏体,其含碳量Cγ为共析成分的含碳量,因为有C2 ≤Cγ≤C1,所以,远离珠光体晶核的奥氏体中的C原子向与Fe3C相接的奥氏体 扩散使其形成珠光体的Fe3C;而与F相接的奥氏体中的C原子向远离珠光体晶 核方向扩散使其形成珠光体的F。 (3)在已形成的珠光体中,与奥氏体相接的铁素体中的C原子向与Fe3C相接 铁素体中扩散。 (4)珠光体晶核一端与母相奧氏体保持不可动的共格晶面,形成一定的晶体 学位向关系,另一端(可动)长入奥氏体晶内,完成纵向长大。 (5)为了减少应变能,珠光体呈片状,C原子扩散路程短,有利于扩散。 (6Fe原子自扩散完成晶格改组。 3横向长大:奥氏体晶核内形成一片Fe3C,立刻就有两边F相连,搭桥机制。 4珠光体分枝长大:(反常长大) 正常的片状珠光体形成时,铁素体与渗碳体是交替配合长大的,但在某些情 况下,铁素体与渗碳体不是交替配合长大的。(1)在位错区域形核长大多个Fe3C, 成长过程中分枝长大;(2)铁素体与渗碳体具有确定的晶体学位向关系。这两个 原因导致珠光体反常长大,见图36。其中(b)和(c)为离异共析组织。 Fe3C 图3-6 三、粒状珠光体的形成机制 片状Fe3C的表面积大于同体积的粒状Fe3C,从能量考虑,Fe3C球化是一个 自发过程,根据胶态平衡理论,第二相质点的溶解度与质点的曲率半径有关,曲 率半径越小,其溶解度越髙,片状Fe3C的尖角处溶解度髙于平面处的溶解度, 使得周围铁素体与Fe3C尖角接壤处的碳浓度大于与平面接壤处的碳浓度,引起 碳的扩散。扩散的结果破坏了界面的碳浓度平衡,为了恢复平衡,Fe3C尖角处 将进一步溶解,Fe3C平面将向外长大,如此不断进行,最终形成了各处曲率半C3—与奥氏体相接的铁素体 C%； C4—与 Fe3C 相接的铁素体 C%。 (1)由于过冷奥氏体中存在 C 浓度不均匀，导致 C 原子扩散(如图 3-5)，C 原 子扩散破坏该温度下的 C 浓度平衡，为了恢复平衡，与铁素体相接的奥氏体形 成铁素体排出 C 使碳浓度升高到 C1，与 Fe3C 相接的奥氏体形成 Fe3C 使碳浓度 降低到 C2，其结果导致 C 原子扩散再次发生。如此反复，珠光体晶核纵向长入 奥氏体晶内。 (2)远离珠光体晶核的奥氏体，其含碳量 Cγ 为共析成分的含碳量，因为有 C2 ≤Cγ≤C1，所以，远离珠光体晶核的奥氏体中的 C 原子向与 Fe3C 相接的奥氏体 扩散使其形成珠光体的 Fe3C；而与 F 相接的奥氏体中的 C 原子向远离珠光体晶 核方向扩散使其形成珠光体的 F。 (3)在已形成的珠光体中，与奥氏体相接的铁素体中的 C 原子向与 Fe3C 相接 铁素体中扩散。 (4)珠光体晶核一端与母相奥氏体保持不可动的共格晶面，形成一定的晶体 学位向关系，另一端(可动)长入奥氏体晶内，完成纵向长大。 (5)为了减少应变能，珠光体呈片状，C 原子扩散路程短，有利于扩散。 (6)Fe 原子自扩散完成晶格改组。 3.横向长大：奥氏体晶核内形成一片 Fe3C，立刻就有两边 F 相连，搭桥机制。 4.珠光体分枝长大：(反常长大) 正常的片状珠光体形成时，铁素体与渗碳体是交替配合长大的，但在某些情 况下，铁素体与渗碳体不是交替配合长大的。(1)在位错区域形核长大多个 Fe3C， 成长过程中分枝长大；(2)铁素体与渗碳体具有确定的晶体学位向关系。这两个 原因导致珠光体反常长大，见图 3-6。其中(b)和(c)为离异共析组织。 三、粒状珠光体的形成机制 片状 Fe3C 的表面积大于同体积的粒状 Fe3C，从能量考虑，Fe3C 球化是一个 自发过程，根据胶态平衡理论，第二相质点的溶解度与质点的曲率半径有关，曲 率半径越小，其溶解度越高，片状 Fe3C 的尖角处溶解度高于平面处的溶解度， 使得周围铁素体与 Fe3C 尖角接壤处的碳浓度大于与平面接壤处的碳浓度，引起 碳的扩散。扩散的结果破坏了界面的碳浓度平衡，为了恢复平衡，Fe3C 尖角处 将进一步溶解，Fe3C 平面将向外长大，如此不断进行，最终形成了各处曲率半 图 3-6 Fe3C P Fe3C α Fe3C (a) (b) (c)