金相組織是金屬或合金內(nèi)部結(jié)構(gòu)的微觀表現(xiàn)，它反映了金屬的化學(xué)性質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)和物理性能。通過(guò)金相方法觀察金屬及合金的內(nèi)部組織，可以深入了解其性能特點(diǎn)和應(yīng)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(nèi)有孿晶。在加熱轉(zhuǎn)變剛剛結(jié)束時(shí)，奧氏體晶粒比較細(xì)小，晶粒邊界呈不規(guī)則的弧形；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間加熱或保溫后，晶粒將長(zhǎng)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(qiáng)度較低。在淬火過(guò)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(dāng)碳含量接近共析成分時(shí)，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(qiáng)度和硬度相對(duì)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(xué)式為Fe?C。
 

特征：滲碳體在鋼和鑄鐵中與其他相共存時(shí)呈片狀、粒狀、網(wǎng)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(shí)呈黑色。滲碳體的硬度和脆性較高，對(duì)鋼的機(jī)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(yīng)所形成的鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。
 

特征：珠光體的片間距離取決于奧氏體分解時(shí)的過(guò)冷度。過(guò)冷度越大，所形成的珠光體片間距離越小。根據(jù)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(xì)條滲碳體；索氏體在放大500倍時(shí)，從滲碳體上僅看到一條黑線；屈氏體在放大500倍時(shí)不能分辨珠光體片層，僅看到黑色的球團(tuán)狀組織。

五、上貝氏體（Upper Bainite）

定義：上貝氏體是過(guò)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(guò)冷奧氏體在中溫（約350～550℃）的相變產(chǎn)物。其典型形態(tài)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(zhǎng)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(duì)稱軸，羽毛可對(duì)稱或不對(duì)稱。

六、下貝氏體（Lower Bainite）

定義：下貝氏體同樣是過(guò)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(nèi)。
 

特征：下貝氏體是過(guò)冷奧氏體在350℃～Ms的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。其典型形態(tài)是雙凸透鏡狀含過(guò)飽和碳的鐵素體，并在其內(nèi)分布著單方向排列的碳化物小薄片。下貝氏體在晶內(nèi)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(zhì)點(diǎn)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(nèi)分布著眾多小島的復(fù)相組織。
 

特征：粒狀貝氏體是過(guò)冷奧氏體在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)的最上部的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。剛形成時(shí)，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(guò)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(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，部分保留下來(lái)而形成兩相混合物（M-A組織）。

八、無(wú)碳化物貝氏體（Carbide-Free Bainite）

定義：無(wú)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(wú)碳化物貝氏體形成溫度在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)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(guò)程中也有類似上面的轉(zhuǎn)變。無(wú)碳化物貝氏體一般出現(xiàn)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(guò)飽和固溶體，具有體心正方結(jié)構(gòu)。
 

特征：馬氏體是鋼在淬火過(guò)程中形成的一種不平衡組織，具有高強(qiáng)度和高硬度。根據(jù)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(gè)板條束；針狀馬氏體常見(jiàn)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(xì)的過(guò)渡型碳化物與過(guò)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(shí)回火形成。這種組織極易受腐蝕，光學(xué)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(xì)小的碳化物質(zhì)點(diǎn)。

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(shí)中溫回火形成。其組織特征是鐵素體基體內(nèi)分布著極細(xì)小的粒狀碳化物，針狀形態(tài)已逐漸消失，但仍隱約可見(jiàn)。碳化物在光學(xué)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(shí)高溫回火形成。其組織特征是由等軸狀鐵素體和細(xì)粒狀碳化物構(gòu)成的復(fù)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(shù)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(shí)，先共析相有可能呈針狀（片狀）形態(tài)與片狀珠光體混合存在的復(fù)相組織。
 

特征：魏氏組織在亞共析鋼中表現(xiàn)為鐵素體的形態(tài)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(guò)共析鋼中表現(xiàn)為滲碳體的形態(tài)有針狀或桿狀。魏氏組織出現(xiàn)在奧氏體晶界，同時(shí)向晶內(nèi)生長(zhǎng)，對(duì)鋼的機(jī)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(dú)特的定義和特征。通過(guò)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(diǎn)和應(yīng)用范圍。