
【化】 hyper-eutectoid steel
exceed; go beyond; overtake
【計】 hyperactive
【醫】 per-; ultra-
【化】 eutectoid steel
超共析鋼(hypereutectoid steel)是碳含量超過共析點(0.8%)的高碳鋼,其顯微組織主要由珠光體和網狀二次滲碳體構成。這類鋼在平衡冷卻條件下,碳元素以滲碳體形式析出,形成獨特的層片狀結構。
從成分角度,超共析鋼的碳質量分數通常介于0.8%-2.11%之間。當溫度降至Acm線以下時,過飽γ-Fe會析出Fe₃C,其晶體結構可通過以下公式表達:
$$
text{Fe}_3text{C} rightarrow 3text{Fe} + text{C}
$$
這種相變過程直接影響材料的硬度與脆性平衡。
工業應用中,超共析鋼常用于制造高硬度工具(如锉刀、鑽頭)和耐磨軸承。美國材料與試驗協會(ASTM)标準A686明确指出,該類鋼需通過球化退火改善切削加工性。英國劍橋大學材料系研究顯示,控制冷卻速率可優化其網狀滲碳體分布形态。
權威參考資料:
超共析鋼(又稱過共析鋼)是碳含量超過共析點(0.77%)但低于2.11%的碳素鋼,其典型組織為珠光體與二次滲碳體的混合物。以下是詳細解釋:
超共析鋼的碳含量範圍為0.77% < C% < 2.11%。在鐵碳平衡相圖中,當碳含量超過共析點(0.77%)時,鋼在冷卻過程中會先析出滲碳體(Fe₃C),剩餘奧氏體再轉變為珠光體,形成“珠光體+網狀滲碳體”的混合組織。
主要用于高硬度要求的工具制造,如锉刀、鋸條、軸承等。
鐵碳相圖中超共析鋼的相變過程可表示為: $$ gamma rightarrow gamma + Fe3C{II} rightarrow P + Fe3C{II} $$ 其中$gamma$為奧氏體,$P$為珠光體,$Fe3C{II}$為二次滲碳體。
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