D0I:10.13374/j.issnl001053x.1997.04.025 第19卷第4期 北京科技大学学报 Vol.19 No.4 1997年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.1997 激冷下工业纯铁中三次渗碳体的析出 * 罗海文赵沛 刘幕怡 李小平成国光王林英 王明林 北京科技大学冶金学院，北京100083 摘要通过在透射电镜下明视场、暗视场、电子衍射结构分析，研究了工业纯铁在激冷条件下三 次渗碳体的析出.结果表明：快速冷却不能完全抑制三次渗碳体的析出，且三次渗碳体的析出形 貌（颗粒状，条片状）取决于钢的含碳量. 关键词三次遂碳体，析出，快速冷却 中图分类号TG151.2 通常，将从铁液中析出的渗碳体称为一次渗碳体，从奥氏体中析出的称为二次渗碳体，而 将从过饱和铁素体中析出的渗碳体称为三次渗碳体在各种不同碳含量的钢中，都可发生三 次渗碳体的析出，其中尤以工业纯铁中析出的三次渗碳体最易于观察.一般认为，三次渗碳体 的析出量极少而对钢性能的影响很小；但由于超低碳的钢或合金，不会有大量的珠光体或渗 碳体组织，因而，三次渗碳体的析出位置、形貌及数量对合金的影响就显得重要了，对工业纯 铁中的三次渗碳体的析出，以往的研究者已做了一些实验研究工作)，大多是通过奥氏体化 后水冷淬火，得到过饱和铁素体，而后经过长时间的低温回火，使三次渗碳体从过饱和铁素体 中析出并聚集粗化，再制成金属薄膜在透射电镜下观察这类实验条件下得到的三次渗碳体 多呈薄而短的小条带，并互呈一定角度在本实验中，通过冶炼得到不同碳含量的工业纯铁， 并淬火激冷至室温，然后利用高分辨率的透射电镜，对激冷获得的样品中的三次渗碳体进行 观察，详细研究了此实验条件下三次渗碳体的析出特点 1 实验步骤 以工业纯铁为冶炼原料，成分（质量分数/%）为：C-0.016,Mm-0.35,Si-0.15, P>0.005,S-0.004,A1-0.042. 采用钼丝炉冶炼，Ar气保护气氛，中16mm×50mmA1,O,坩埚，治炼温度控制在1600℃ 左右；熔清后加入少许焦炭及硅铁脱氧，搅拌，将钢液连同坩埚一同取出，迅速置于饱和食盐 水中激冷：而后切得样品的横截面，磨光、抛光，在金相显微镜下观察，并在样品上切取 0.3mm薄片，经机械减薄到50μm以下，后经Ar离子减薄器穿孔获得薄区，制得金属薄膜试 样在透射电镜下观察，并分析所制样品的化学成分 1996-06-25收稿第一作者男25岁博上生 *国家教委博士点基金资助课题第 19 卷 第 4期 1 9 9 7年 8月 北 京 科 技 大 学 学 报 OJ u r n a l o f U n i v e r s it y o f cS i e n e e a n d T e e h n o l o g y B e ij i n g V o l . 1 9 N o . 4 A u g . 19 97 激冷下 工 业 纯铁 中三次渗碳体的析 出 * 罗海文 赵沛 刘幕怡 李小 平 成 国光 王林英 王 明林 北京 科技 大学冶 金 学院 , 北 京 10 0 0 83 摘 要 通 过 在透射 电镜下 明视 场 、 暗视场 、 电子衍射结 构分析 , 研 究 了工 业纯铁在激 冷条件下三 次渗碳体 的析出 . 结 果表 明: 快速冷却 不能完全 抑制三次 渗碳体的析 出 , 且 三次渗碳体 的析 出形 貌 (颗粒状 、 条 片状 ) 取决于 钢的含碳量 . 关键词 三 次渗碳体 , 析 出 , 快速 冷却 中图分 类号 T G 1 51 . 2 通常 , 将从铁 液 中析 出的渗 碳体 称为 一次渗 碳体 , 从 奥 氏体 中析 出 的称 为二 次渗碳 体 , 而 将从过 饱和铁 素 体 中析 出的 渗碳 体称 为 三 次渗碳体 . 在各 种 不 同碳 含量 的钢 中 , 都 可发 生 三 次渗 碳体 的析 出 , 其 中尤 以 工 业 纯铁 中析 出 的三次 渗碳 体最 易于 观察 一般认 为 , 三次 渗碳 体 的析 出量极 少 而 对钢 性能 的影 响很小 ; 但 由于 超低 碳 的钢 或合金 , 不 会有大 量 的珠 光体 或 渗 碳 体 组 织 , 因而 , 三次 渗 碳 体 的析 出位 置 、 形貌 及 数量 对 合金 的影 响就 显得 重要 了 . 对工 业 纯 铁 中的三 次 渗碳体 的 析 出 , 以 往 的研 究者 已做 了一 些实验 研究 工作l[, 2 ] , 大多是 通过 奥 氏体化 后 水 冷淬 火 , 得 到过 饱 和铁 素体 , 而后 经过 长 时间的低 温 回火 , 使三次 渗碳体从过饱和铁 素体 中析 出 并 聚集 粗 化 , 再 制 成 金属 薄 膜在 透 射 电镜 下观 察 . 这 类 实验 条件 下 得到 的三次 渗碳 体 多 呈 薄而 短的 小 条带 , 并 互 呈 一定 角度 . 在本 实 验 中 , 通 过 冶炼 得 到不 同碳 含 量 的工 业纯 铁 , 并 淬 火激 冷 至室 温 , 然后 利 用 高分 辨率 的透射 电镜 , 对 激冷 获 得 的样 品 中的三 次渗碳 体 进行 观 察 , 详 细研 究 了 此 实验 条件 下三 次渗碳 体 的析 出特点 . 1 实验步骤 以 工 业 纯 铁 为 冶 炼 原 料 , 成 分 ( 质 量 分 数 / % ) 为 : c 一 .0 01 6 , M n 一 0 . 3 5 , iS 一 0 . 1 5 , P ) 0 . 0 0 5 , S 一 0 . 0 0 4 , A ! 一 0 . 0 4 2 . 采 用钥 丝炉 冶炼 , A r 气保 护气 氛 , 中16 m m ` 50 m m 1A 2O 3 增祸 , 冶炼 温度 控制 在 16 0 ℃ 左 右 ; 熔 清 后加 入 少许 焦 炭及 硅 铁脱 氧 , 搅 拌 , 将 钢 液连 同柑涡 一 同取 出 , 迅速 置 于饱 和 食盐 水 中 激 冷 ; 而 后 切 得 样 品 的 横 截 面 , 磨 光 、 抛 光 , 在 金 相 显 微 镜 下 观 察 , 并 在 样 品 上 切 取 0 . 3 m m 薄 片 , 经机 械减 薄到 50 林m 以 下 , 后 经 A r 离 子减 薄器 穿孔 获得 薄 区 , 制 得金 属薄 膜试 样在 透射 电镜 下观 察 , 并分 析所 制样 品 的化学 成分 . 19 9 6 一 0 6 一 2 5 收稿 第 一作 者 男 25 岁 博 上生 * 国家教委博士 点基 金 资助课题 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1997. 04. 025