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X射线残衍射法
测定原理与方法
什么是奥氏体?
这要从晶体学说起。
宇宙里的固体物质分为晶体和非晶体。
由分子、原子或离子是 由分子、原子或离子无
按规则排列组成的物体 规则排列组成的物体叫
叫做晶体。 做非晶体。
晶体 非晶体
对于晶体,把分子、原子或离子排列的规律抽象出来,就形成了所谓点阵。
能代表点阵排列花样和规律的最小单元叫作晶胞。
体心立方 面心立方 密排六方
密排六方
体心立方 面心立方
α-Fe、Mo 、W 、 γ-Fe、Al 、Cu、
V 、Cr、β-Ti Ni 、Au 、Ag
碳原子间隙式融入 α-Fe 碳原子间隙式融入 γ-Fe
的体心立方晶格中形成 的面心立方晶格中形成
的固溶体叫做铁素体。 的固溶体叫做奥氏体。
Mg 、Zn、Be、
Co、α-Ti
体心立方 面心立方
同是铁原子,可以按体心立方模式排列(左图),生成 α-Fe,也
成为铁素体;也可以按照面心立方模式排列(右图),生成 γ-Fe,
也叫奥氏体。这两种晶体叫做同素异晶体。
只不过,一般情况下奥氏体是高温组织;当钢中镍、铬元素有足够
含量的情况下才能在室温得到奥氏体,例如Cr18Ni9奥氏体不锈钢。
某些合金钢或铸铁,从高温奥氏体状态快速冷却的时候,
原来奥氏体当中溶解的碳原子来不及析出并生成渗碳体,
面心立方瞬间直接转变成体心立方组织,碳原子过饱和地
溶入其中,这就是马氏体组织。
但是,由于动力学原因,这个转变往往是不彻底的,会有
奥氏体组织残留下来,这便是残余奥氏体。
钢中残余奥氏体含量对于某些机械零部件的使用性能有着
重要影响。
测定钢中残余奥氏体含量依据的是X射线衍射原理。
如果说测定残余应力是依据衍射线方向的话,那么
测定残奥含量依据的则是衍射线的强度。
当钢中存在α、γ两相时,一束单色X射线照射在
它上面,遵从布拉格定律,这两相会分别在不同的
角度上产生衍射峰。
α (211) γ (220)
156° 128.5°
使用CrKα辐射,
α (211)晶面在156°左右产生衍射峰,
γ (220)晶面在128.5°左右产生衍射峰。
衍射峰积分强度 面积
这两个衍射峰的大小和强弱,用衍射峰积分强度来描述。
衍射峰积分强度,即净峰轮廓线之下的面积。
这两个衍射峰的积分强度,分别与该两相参与衍射的体积
百分比成正比。
是否可以直接用这两个面积来计算探们的相对含量呢?
换句话说,如果这两相(马氏体和奥氏体)含量各占50%,
那么他们对应的两个衍射峰面积是否相等的呢?
答案是否定的。
这是因为,这两相的晶体结构不同,马氏体是体心立方,
而奥氏体是面心立方,衍射晶面更不可能相同,产生衍
射
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