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匿名使用者 發問時間: 科學其他:科學 · 1 0 年前

有關鋼鐵球化問題及相關材料

請問各位材料達人~~

鋼鐵是否球化後,會變軟呢?

如果要將鋼鐵變軟,是否要加熱至一定的溫度?

是否含碳量越高的鐵,就越硬呢?

目前看一本材料的書籍,裡面寫著碳鋼是由肥粒體和雪明碳體組成,那波來體又是什麼?

看著看著都搞混了!

小弟在做一個實驗是將一塊鐵進行低溫切割,然後進行鑲埋,在進行粗磨和拋光,然後再用2%硝酸酒精侵蝕,再用金相觀察,發現是呈現一塊一塊類似指紋,外圍凸出是黑色的,裡面凹陷是白色的。

想請問黑色部分是否為雪明碳鐵,而白色部分為肥粒鐵???

好像很容易在侵蝕時間掌握不住,結果燒焦~~

謝謝

1 個解答

評分
  • 1 0 年前
    最佳解答

    一般鋼鐵會有所謂的球化處理,多半是希望能把硬脆的性質稍微減低,讓碳化物變成較小塊或球狀化。球狀化後的材料較未球狀化前有韌性。不過雖然球狀化,但因為是細小的雪明碳鐵,因此還有著散佈強化的效果,所以在強度上面不會有很大的改變,惟韌性及抗疲勞性有明顯提昇。

    鋼鐵要變軟,要看你是何種材料,要軟到哪種程度。不過加熱是一定要的。因為需要改變它原來的微觀組織。一般都需要加溫至共析反應的溫度以上(727度,A3 與Acm 以上的溫度),讓材料處於沃斯田鐵相,之後再以爐冷的方式冷卻,可以讓共析反應時的晶粒較粗大,材料就會比較軟一些。若以共析鋼來解釋的話,爐冷下來會變成粗波來鐵的組織。空冷會變成細波來鐵。淬冷則得到麻田散鐵。冷越慢,材料會比較軟。

    純鐵的晶體結構一般在室溫為BCC結構加,碳鋼為在鐵的晶體中的縫隙中含有碳原子。而材料在變形時晶格會扭曲。如果原本的縫隙中含有的碳原子越多。則扭曲的程度越小。硬度即是材料抵抗變形的能力,越難變就表示材料越硬。晶格扭曲越小,自然就越硬囉。

    你搞混的是二個東西,一個叫做“相phase”,一個叫做組織“structure”。肥粒鐵與雪明碳鐵,是材料的相。而波來鐵是材料的組織。組織是由相所構成的。但是相卻是材料最基本的組成。 一般碳鋼由高溫冷卻之後,從沃斯田鐵相會有相轉變。共析鋼在經過727度冷卻下來,會在一瞬間變為肥粒鐵與雪明碳鐵的層狀組織,稱之為波來鐵(pearlite)。

    層狀組織切取平面時,就像是指紋一樣的組織,你泡的Nital(2%),硝酸主要是吃肥粒鐵的,所以白色凹的是肥粒鐵,黑的是雪明碳鐵。腐蝕的時間可以建議你大概抓個7秒左右,若不足則再加3秒,再不足則再加1秒。因為隨著你腐蝕下去,表面的活性越來越強,腐蝕時間要越短。不然很容易又要重磨

    我覺得你看的那本書有點淺(而且一些名詞好像是大陸在用的)。應該是找一本大學用的工程材料。在書店滿好找到的。如果想深入一些,可以去找“物理冶金”,應該有不錯的答案在裡面。因為你要研磨金相來看的話,需要找一本有照片又有文字的來配合,會比較容易上手。若要專業一點的,一本書是不夠的。需要“材料實驗方法”、“金相研磨手冊”、“工程材料”、“金屬材料”、“物理冶金”....多幾本的資料會更好。

    2007-07-07 21:32:25 補充:

    金相有任何問題請問無妨,個人磨了六七年了,看OM與SEM也有一定的程度 ^^

    參考資料: 工程材料
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