共析滲碳體

在透射電鏡被應用之前，人們對於珠光體顯微組織的研究，通常侷限於亞微觀的珠光體團、領域、片層間距等方面。到60年代，在透射電鏡廣泛應用之後。用TEM觀察了共析滲碳體的微觀結構，發現共析滲碳體片內部存在條紋襯度，並有位移（Offset）現象，他們認為，位移是共析滲碳體在生長過程中受奧氏體中層錯影響的結果。

一般被人們當作界面位錯、與滲碳體長軸成一定角度、規則排列的條紋，是一種方向台階。在珠光體型鋼軌鋼的滲碳體中觀察到一種傾斜分佈在共析滲碳體片寬面上的規則排列的條片狀襯度他們由此推測共析滲碳體是由一些相互平行的片層彼此依附堆垛而成的，田於共析鐵素體和共析滲碳體界面結構的複雜性、以及兩相之間雙衍射產生的水紋襯度同等因素的影響，人們對共析滲碳體微觀結構的認識還很不完善。此外，近年來關於Si對鋼的珠光體組織的影響研究結果表明，在共析和過共析珠光體鋼中，在一定等温轉變條件下、Si可抑制先共析滲碳體沿奧氏體晶界的析出，促進產生“晶界鐵素體”（Grain boundary ferrite）。事實上，早在1937年就有關於Si促進形成孔隙狀滲碳體（Porous cementite）的報道，據推測，這種孔隙狀滲碳體是先共析滲碳體內存在由於Si的富集而形成的鐵素體。Si是否會影響共析滲碳體的微觀結構及其生長機制，是個很有趣的研究課題。共析滲碳體微觀結構的觀察，對於珠光體的生長及其形變斷裂認識的深化有重要的理論和實際意義 ^[1]  。

共析滲碳體片寬面的亞片層結構

在共析滲碳體片寬面內存在亞片層結構，亞片層與滲碳體的襯度不同，但與鐵素體的襯度一致，多數亞片層很細，亞片層的間距不等，少數亞片層較寬，將共析滲碳體片斷開一個較大的距離。亞片層和共析鐵素體是連通的、不存在晶界，具有相同的取向。

衍射分析表明，亞片層就是以特殊方式形成的鐵素體。將共析滲碳體隔開的鐵素體亞片層很寬，與共析鐵素體主片相連，不存在晶界、取向一致。從共析滲碳體限開處看，它被鐵素體亞片層分割成幾個小片，這些小片與滲碳體主片在方向上保持一致 ^[2]  。

高碳低合金鋼中共析滲碳體微觀結構

通過對共析滲碳體的觀察，發現共析滲碳體並不是均一的相，其中存在按一定方向分佈的相互平行的亞片層。雖然難以對亞片層進行直接的微區衍射，但根據對比分析，這種亞片層極可能是鐵素體。它的形成與合金元素對珠光體生長機制的影響有密切關係。在Fe-C二元合金中片狀珠光體生長是相互協調的，鐵素體和滲碳體的生長速率基本相同，在F-C-X三元合金中，由於第三組元的參與及再分配，必然會影響兩個新相的生長速度，破壞生長的協調程度。例如在Fe-C-Si合金中，由於Si是阻礙滲碳體析出及促進鐵素體形成的元素，在較高温度下促進孔洞狀（Pore-like constituent）滲碳體形成，即在先共析滲碳體內存在富Si的鐵素體小區。在較低温度下促進共析鋼中準貝氏體的形成，因而在含Si鋼的貝氏體相變中，滲碳體向奧氏體中與鐵素體協同生長的速度趨近於零，由於Si對滲碳體析出的阻礙作用是隨相變温度的降低而提高的，因此可以設想，在較高温度下的珠光體轉變區域，Si對滲碳體析出的阻礙作用較弱，滲碳體向奧氏體內生長的速度略小於鐵素體的生長速度，在這種情況下，生長的協調性受到一定程度的破壞，C/A界面處於兩邊F/A界面之間。根據局部平衡理論，C/A界面的奧氏體一側將出現貧C富Si的薄膜層。從兩邊的F/A界面向這層貧碳富Si薄膜層長入鐵素體亞片，比之滲碳體的繼續生長。在相變能量學上是更為有利的，因而會形成鐵素體的亞片層由於鐵素體亞片層的形成，在F/A界面的奧氏體一側出現富碳低Si層，又有利於滲碳體的析出.這種過程交替發生，就形成了共析滲碳體主片中夾有鐵素體亞片層的結構。此外，從滲碳體和其中包含的鐵素體亞片的形貌特徵來分析，滲碳體的生長前沿不是無規則的，滲碳體的析出總是沿着一定的晶面進行，在滲碳體生長前沿形成的鐵素體也依附此晶面生長，使鐵素體亞片之間相互平行。隨着滲碳體的析出，在界面前沿奧氏體中的碳量不足時、滲碳體的析出不能繼續，就會轉而析出鐵素體，出現了滲碳體片斷開和半斷開的情況 ^[3]  。

共析滲碳體內存在按一定取向分佈的相互平行的亞片層，這些亞片層是在滲碳體和鐵素體生長的協調性較低及兩相交替生長條件下形成的鐵素體 ^[1]  。