金相組織是金屬或合金內部結構的微觀表現，它反映了金屬的化學性質、晶體結構和物理性能。通過金相方法觀察金屬及合金的內部組織，可以深入了解其性能特點和應用范圍。以下是常用的14種金相組織的定義及特征。

一、奧氏體（Austenite）

定義：奧氏體是碳與合金元素溶解在γ-Fe中的固溶體，仍保持γ-Fe的面心立方晶格。
 

特征：奧氏體是一般鋼在高溫下的組織，其存在有一定的溫度和成分范圍。奧氏體晶粒一般呈等軸狀多邊形，晶粒內有孿晶。在加熱轉變剛剛結束時，奧氏體晶粒比較細小，晶粒邊界呈不規則的弧形；經過一段時間加熱或保溫后，晶粒將長大，晶粒邊界趨向平直化。奧氏體具有良好的塑性和韌性，但強度較低。在淬火過程中，部分奧氏體可以保留到室溫，形成殘留奧氏體。

二、鐵素體（Ferrite）

定義：鐵素體是碳與合金元素溶解在α-Fe中的固溶體，具有體心立方晶格。
 

特征：鐵素體是碳鋼和合金鋼中的基本相之一。在亞共析鋼中，慢冷鐵素體呈塊狀，晶界比較圓滑；當碳含量接近共析成分時，鐵素體沿晶粒邊界析出。鐵素體具有良好的韌性和塑性，但強度和硬度相對較低。

三、滲碳體（Cementite）

定義：滲碳體是碳與鐵形成的一種化合物，化學式為Fe?C。
 

特征：滲碳體在鋼和鑄鐵中與其他相共存時呈片狀、粒狀、網狀或板狀。滲碳體不易受硝酸酒精溶液的腐蝕，在顯微鏡下呈白亮色，但受堿性苦味酸鈉的腐蝕時呈黑色。滲碳體的硬度和脆性較高，對鋼的機械性能有重要影響。

四、珠光體（Pearlite）

定義：珠光體是鐵碳合金中共析反應所形成的鐵素體與滲碳體的機械混合物。
 

特征：珠光體的片間距離取決于奧氏體分解時的過冷度。過冷度越大，所形成的珠光體片間距離越小。根據形成溫度的不同，珠光體可以分為粗珠光體、索氏體和屈氏體等。粗珠光體在金相顯微鏡下放大400倍以上可分辨出平行的寬條鐵素體和細條滲碳體；索氏體在放大500倍時，從滲碳體上僅看到一條黑線；屈氏體在放大500倍時不能分辨珠光體片層，僅看到黑色的球團狀組織。

五、上貝氏體（Upper Bainite）

定義：上貝氏體是過飽和針狀鐵素體和滲碳體的混合物，滲碳體在鐵素體針間。
 

特征：上貝氏體是過冷奧氏體在中溫（約350～550℃）的相變產物。其典型形態是一束大致平行排列的針狀鐵素體板條，并在各板條間分布著沿板條長軸方向排列的碳化物短棒或小片。上貝氏體呈羽毛狀，晶界為對稱軸，羽毛可對稱或不對稱。

六、下貝氏體（Lower Bainite）

定義：下貝氏體同樣是過飽和針狀鐵素體和滲碳體的混合物，但滲碳體在鐵素體針內。
 

特征：下貝氏體是過冷奧氏體在350℃～Ms的轉變產物。其典型形態是雙凸透鏡狀含過飽和碳的鐵素體，并在其內分布著單方向排列的碳化物小薄片。下貝氏體在晶內呈針狀，針葉不交叉但可交接。與回火馬氏體不同，下貝氏體顏色一致，碳化物質點較粗，易受侵蝕變黑。

七、粒狀貝氏體（Granular Bainite）

定義：粒狀貝氏體是大塊狀或條狀的鐵素體內分布著眾多小島的復相組織。
 

特征：粒狀貝氏體是過冷奧氏體在貝氏體轉變溫度區的最上部的轉變產物。剛形成時，它是由條狀鐵素體合并而成的塊狀鐵素體和小島狀富碳奧氏體組成。富碳奧氏體在隨后的冷卻過程中可能全部保留成為殘余奧氏體，也可能部分或全部分解為鐵素體和滲碳體的混合物（珠光體或貝氏體），還可能部分轉變為馬氏體，部分保留下來而形成兩相混合物（M-A組織）。

八、無碳化物貝氏體（Carbide-Free Bainite）

定義：無碳化物貝氏體是板條狀鐵素體單相組成的組織，也稱為鐵素體貝氏體。
 

特征：無碳化物貝氏體形成溫度在貝氏體轉變溫度區的最上部。板條鐵素體之間為富碳奧氏體，富碳奧氏體在隨后的冷卻過程中也有類似上面的轉變。無碳化物貝氏體一般出現在低碳鋼中，在硅、鋁含量高的鋼中也容易形成。

九、馬氏體（Martensite）

定義：馬氏體是碳在α-Fe中的過飽和固溶體，具有體心正方結構。
 

特征：馬氏體是鋼在淬火過程中形成的一種不平衡組織，具有高強度和高硬度。根據形成溫度的不同，馬氏體可以分為板條馬氏體和針狀（片狀）馬氏體。板條馬氏體在低、中碳鋼及不銹鋼中形成，由許多相互平行的板條組成一個板條束；針狀馬氏體常見于高、中碳鋼及高Ni的Fe-Ni合金中，針葉中有一條縫線將馬氏體分為兩半。

十、回火馬氏體（Tempered Martensite）

定義：回火馬氏體是馬氏體分解得到的極細的過渡型碳化物與過飽和（含碳較低）的α-相混合組織。
 

特征：回火馬氏體由馬氏體在150～250℃時回火形成。這種組織極易受腐蝕，光學顯微鏡下呈暗黑色針狀組織（保持淬火馬氏體位向），與下貝氏體很相似，只有在高倍電子顯微鏡下才能看到極細小的碳化物質點。

十一、回火屈氏體（Tempered Troostite）

定義：回火屈氏體是碳化物和α-相的混合物。
 

特征：回火屈氏體由馬氏體在350～500℃時中溫回火形成。其組織特征是鐵素體基體內分布著極細小的粒狀碳化物，針狀形態已逐漸消失，但仍隱約可見。碳化物在光學顯微鏡下不能分辨，僅觀察到暗黑的組織，在電鏡下才能清晰分辨兩相。

十二、回火索氏體（Tempered Sorbite）

定義：回火索氏體是以鐵素體為基體，基體上分布著均勻碳化物顆粒的組織。
 

特征：回火索氏體由馬氏體在500～650℃時高溫回火形成。其組織特征是由等軸狀鐵素體和細粒狀碳化物構成的復相組織。馬氏體片的痕跡已消失，滲碳體的外形已較清晰，但在光鏡下也難分辨，在電鏡下可看到的滲碳體顆粒較大。

十三、萊氏體（Ledeburite）

定義：萊氏體是奧氏體與滲碳體的共晶混合物。
 

特征：萊氏體呈樹枝狀的奧氏體分布在滲碳體的基體上。萊氏體具有較高的硬度和脆性，是鑄鐵中的一種重要組織。

十四、魏氏組織（Widmanstätten Structure）

定義：魏氏組織是如果奧氏體晶粒比較粗大，冷卻速度又比較適宜時，先共析相有可能呈針狀（片狀）形態與片狀珠光體混合存在的復相組織。
 

特征：魏氏組織在亞共析鋼中表現為鐵素體的形態有片狀、羽毛狀或三角形，粗大鐵素體呈平行或三角形分布；在過共析鋼中表現為滲碳體的形態有針狀或桿狀。魏氏組織出現在奧氏體晶界，同時向晶內生長，對鋼的機械性能有不利影響。

這14種金相組織在金屬和合金中廣泛存在，各自具有獨特的定義和特征。通過深入了解這些金相組織，可以更好地掌握金屬和合金的性能特點和應用范圍。