铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、贝氏体、......一文识尽

现代材料可以分为四大类——金属、高分子、陶瓷和复合材料。尽管目前高分子材料飞速发展，但金属材料中的钢铁仍是目前工程技术中使用最广泛、最重要的材料，那么到底是什么因素决定了钢铁材料的霸主地位呢？下面就详细介绍8种常见金相组织的特点。

钢铁由铁矿石冶炼而成，来源丰富，价格低廉。钢铁又称为铁碳合金，是铁（Fe）与碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）以及其他少量元素（Cr、V等）所组成的合金。通过调节钢铁中各种元素的含量和热处理工艺（主要的四把火：淬火、退火、回火、正火），可以获得各种各样的金相组织，从而使钢铁具有不同的物理性能。

将钢材取样，经过打磨、抛光，最后用特定的腐蚀剂腐蚀显示后，在金相显微镜下观察到的组织称为钢铁的金相组织。钢铁材料的秘密便隐藏在这些组织结构中。

在Fe-Fe3C系中，可配制多种成分不同的铁碳合金，他们在不同温度下的平衡组织各不相同，但由几个基本相（铁素体F、奥氏体A和渗碳体Fe3C）组成。这些基本相以机械混合物的形式结合，形成了钢铁中丰富多彩的金相组织结构。

常见的金相组织有下列八种：

1、铁素体

碳溶于α-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为铁素体， 属bcc结构，呈等轴多边形晶粒分布，用符号F表示。其组织和性能与纯铁相似，具有良好的塑性和韧性，而强度与硬度较低（30-100 HB）。

在合金钢中，则是碳和合金元素在α-Fe中的固溶体。碳在α-Fe中的溶解量很低，在AC1温度，碳的最大溶解量为0.0218%，但随温度下降的溶解度则降至0.0084%，因而在缓冷条件下铁素体晶界处会出现三次渗碳体。随钢铁中碳含量增加，铁素体量相对减少，珠光体量增加，此时铁素体则是网络状和月牙状。

2、奥氏体

碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥氏体，具有面心立方结构，为高温相，用符号A表示。

奥氏体在1148℃有最大溶解度2.11%C，727℃时可固溶0.77%C；强度和硬度比铁素体高，塑性和韧性良好，并且无磁性，具体力学性能与含碳量和晶粒大小有关，一般为170~220 HBS。

TRIP钢（变塑钢）即是基于奥氏体塑性、柔韧性良好的基础开发的钢材，利用残余奥氏体的应变诱发相变及相变诱发塑性提高了钢板的塑性，并改善了钢板的成形性能。碳素或合金结构钢中的奥氏体在冷却过程中转变为其他相，只有在高碳钢和渗碳钢渗碳高温淬火后，奥氏体才能残留在马氏体的间隙中存在，其金相组织由于不易受侵蚀而呈白色。

3、渗碳体

渗碳体是碳和铁以一定比例化合成的金属化合物，用分子式Fe3C表示，其含碳量为6.69%，在合金中形成(Fe,M)3C。渗碳体硬而脆，塑性和冲击韧度几乎为零，脆性很大，硬度为800HB。在钢铁中常呈网络状、半网状、片状、针片状和粒状分布。

4、珠光体

由铁素体和渗碳体组成的机械混合物称为珠光体，用符号P表示。其力学性能介于铁素体和渗碳体之间，强度较高，硬度适中，有一定的塑性。

珠光体是钢的共析转变产物，其形态是铁素体和渗碳体彼此相间形如指纹，呈层状排列。按碳化物分布形态又可分为片状珠光体和球状珠光体二种。

（1）片状珠光体：又可分为粗片状、中片状和细片状三种。

（2）球状珠光体：经球化退火获得，渗碳体成球粒状分布在铁素体基体上；渗碳体球粒大小，取决于球化?火工艺，特别是冷却速度。球状珠光体可分为粗球状、球状、细球状和点状四种珠光体。

5、贝氏体

是钢的奥氏体在珠光体转变区以下，Ms点以上的中温区转变的产物。贝氏体是铁素体和渗碳体的机械混合物，介于珠光体与马氏体之间的一种组织，用符号B表示。

根据形成温度不同，分为粒状贝氏体、上贝氏体(B上)和下贝氏体(B下)。

(运转世界大国龙腾 龙出东方 腾达天下 龙腾三类调心滚子轴承 刘兴邦CA CC E MB MA)

丝杠与机床精度的关系

1.故障的现象

机床在加工过程中在移动X轴时机床噪声大，且在加工零件时出现尺寸不准的现象。

2.故障分析

三轴数控加工中心的 X，Y，Z，三个轴都是通过滚珠丝杠副与平台连接，所以机床三个轴的位移精度直接影响零件的加工精度，现在出现尺寸不准，且噪声大这与滚珠丝杠副必定有一定的关系，那么今天我们就一起分析下丝杠和机床加工精度那些事儿……！

3.故障排除

滚珠丝杠是进给传动的主要部件，它可将伺服电动机的旋转运动转变为直线运动，用较小的转矩可以获得很大的推力。

滚珠丝杠副的基本结构

如图所示滚珠丝杠副的主要故障现象有噪声、运动不灵活等。

滚珠丝杠副噪声大的故障原因及排除方法有以下几种：

丝杠支承轴承的压盖压合情况不良。排除方法：为调整轴承压盖，使其压紧轴承端面。

丝杠支承轴承可能破损。排除方法：为更换破损轴承。

电动机与丝杠联轴器松动。排除方法：为拧紧联轴器锁紧螺钉。

丝杠润滑不良。排除方法：为改善润滑条件，使润滑油量充足。

滚珠丝杠副滚珠有破损。排除方法：为更换新滚珠。

滚珠丝杠转动不灵活的故障原因及排除方法有以下几种：

轴向预加载荷太大。排除方法：为调整轴向间隙和预加载荷。

丝杠与导轨不平行。排除方法：为调整丝杠支座位置，使丝杠与导轨平行。

螺母轴线与导轨不平行。排除方法：为调整螺母座的位置，使螺母轴线与导轨平行。

丝杠弯曲变形。排除方法：为校直丝杠，但精度比较高的丝杠只能更换了。

4.故障总结

此类故障是数控加工中心比较常见的故障，主要是对滚珠丝杠副的保养不到位所以对于安装和保养需要注意以下事项：

滚珠丝杠属精密传装置，必须进行润滑。在螺母内推荐使用钾皂基润滑脂1-3号透平油润滑，滚珠丝杠与滚动轴承一样，混入灰尘异物，将会降低使用寿命。因此，必须采用丝杠保护套加以保护。

由于滚珠丝杠螺母的特殊结构，不宜承受径向负荷，以免造成丝杠弯曲，影响传动精度和运动的灵活性，降低使用寿命。故安装时，尤其要注意丝杠的轴心线与螺母座移动轨迹的平行，并使丝杠支撑中心轴线应与螺母中心轴线一致。

将丝杠安装于设备上，注意不能使丝杠与螺母分离，以免滚珠脱出。安装时不要敲打滚珠丝杠副，尤其注意保护滚珠导轨，因其管壁较薄，碰撞变形将使钢球流动受制约。影响机床精度的因素有很多，所以故障出现时应当遵循先易后难的顺序，不要盲目拆卸。