
【机】 spheroidal cementite; spheroidite; spheroidized cementite
球状雪明碳铁是金属材料学中描述特定显微组织的专业术语,其英文对应词为"spheroidal cementite"。该术语由三部分构成:"球状"指三维等轴状几何形态,"雪明碳铁"是碳化三铁(Fe₃C)的中文译名,源自日语音译"セメンタイト"(cementite)。
从显微组织分析,球状雪明碳铁特指经过球化退火处理后形成的离散颗粒状渗碳体,其形成条件需严格控制冷却速率与温度区间。这种显微结构在工具钢和轴承钢中具有重要应用价值,其形成机理遵循扩散控制的奥斯特瓦尔德熟化过程,可用公式描述为:
$$ r - r_0 = frac{8γDC_0V_m}{9RT}t $$
其中r为颗粒半径,γ为界面能,D为扩散系数,C₀为平衡溶解度,V_m为摩尔体积,R为气体常数,T为绝对温度,t为保温时间。
美国材料试验协会(ASTM)E112-13标准指出,理想的球状雪明碳铁应满足碳化物颗粒直径离散度≤30%、平均间距≥3倍粒径的分布特征。这种显微组织能有效平衡材料的硬度和韧性,在GCr15轴承钢中,当球状渗碳体体积分数达到12-15%时,可获得最佳耐磨性能。
球状雪明碳铁是钢铁材料中碳化物的一种特殊形态,具体解释如下:
定义与化学组成 雪明碳铁(Cementite)即碳化三铁,化学式为Fe₃C,属于斜方晶系的间隙化合物。其硬度极高(约HB 800),但脆性大,在230℃以下具有弱铁磁性。
球状形态的形成 通过球化退火工艺,将原本层状/网状的渗碳体(Fe₃C)转化为均匀分布的球状颗粒。具体方法包括:
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