針狀鐵素體其原始意義根據(jù)二維形態(tài)觀察得出，意為針狀的鐵素體。一般情況下針狀鐵素體在非金夾雜物處非均勻形核，然后從這個形核地點向許多不同的方向輻射生長。由于其組織為連鎖結(jié)構(gòu)，能很好地阻止裂紋的擴(kuò)展，故具有很好的力學(xué)性能，特別是韌性。最新的三維重建顯示，針狀鐵素體的三維形態(tài)為板狀而不是傳統(tǒng)意義的針狀，

中文名

針狀鐵素體

外文名

Acicular ferrite

優(yōu)點

阻止裂紋的擴(kuò)展，韌性強(qiáng)

基本介紹

針狀鐵素體（AF）是出現(xiàn)于原奧氏體晶內(nèi)有方向性的細(xì)小鐵素體，寬2μm左右，長寬比多在3：1以至10：1的范圍內(nèi)。 “針狀鐵素體”的概念是由Y．E．Smith在20世紀(jì)70年代初提出的，是指低合金高強(qiáng)度鋼在連續(xù)冷卻條件下獲得的不同于鐵素體和珠光體（F—P）的一種類貝氏體（Bainite-like）組織。它的轉(zhuǎn)變溫度略高于上貝氏體，以擴(kuò)散和剪切的混合機(jī)制實現(xiàn)轉(zhuǎn)變。因為相變只涉及鐵素體（F），不形成FeC，其中的少量奧氏體只是殘留相（部分奧氏體冷卻時轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體），故稱該轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為鐵素體，而不稱貝氏體。又由于鐵素體呈板形態(tài)，因此命名為針狀鐵素體，獲得這類組織的鋼稱為針狀鐵素體鋼。從本質(zhì)上看，針狀鐵素體屬于貝氏體，針狀鐵素體鋼就是貝氏體鋼。

在顯微鏡下觀察，典型的針狀鐵素體組織是許多細(xì)針雜亂無序交錯分布的，單個的針狀鐵素體并非具有針狀的特征，而是呈扁豆的形狀，其所以呈針狀，原因是刨開的試樣很難恰好在它的寬面上。針狀鐵素體的典型金相組織如下圖所示：

針狀鐵素體的典型金相組織

相關(guān)介紹

晶內(nèi)針狀鐵素體

在奧氏體內(nèi)非金屬夾雜物及奧氏體晶界等處形核形成的針狀鐵素體為晶內(nèi)針狀鐵素體，如下圖所示。

晶內(nèi)針狀鐵素體組織的特點是：

1、晶內(nèi)針狀鐵素體分割了原奧氏體晶粒，其位向與晶界形核連續(xù)推進(jìn)的鐵素體晶粒的位向完全不一樣，由此可明顯抑制非等軸鐵素體晶粒的形成及定向長大。

2、晶內(nèi)針狀鐵素體的形成增加了鐵索體的體積分?jǐn)?shù)，使鐵素體晶粒在細(xì)化的同時形狀和分布更加趨于合理，使鋼材在塑、韌性不降低的情況下得到有效強(qiáng)化。

3、韌性較高的晶內(nèi)針狀鐵素體完全包圍了傳統(tǒng)意義上屬于有害的非金屬夾雜物粒子，使夾雜物對鋼材塑、韌性和疲勞性能等的損害程度顯著降低甚至消除。

性能影響

針狀鐵素體或低碳貝氏體是滿足大線能量低焊接裂紋敏感性的組織。這類鋼通過降低碳含量，提高低溫韌性，降低焊接裂紋敏感性，加入少量合金提高強(qiáng)度，并通過控軋控冷工藝，達(dá)到減少珠光體量并使鐵素體成為細(xì)小的針狀組織或貝氏體組織。鋼材在熱軋后空冷條件下獲得貝氏體組織，來代替普通低碳低合金鋼構(gòu)件的鐵素體—珠光體組織，既提高了屈服強(qiáng)度，又有良好的韌性配合。在控冷條件下，即使大截面構(gòu)件亦可得到均勻的貝氏體組織，均勻的強(qiáng)韌性，同時即使是小截面也不會出現(xiàn)馬氏體組織。這就保證了新鋼種具有良好的冷塑成型性和可焊性。

質(zhì)點的影響

高溫氧化物質(zhì)點對針狀鐵素體的影響分為兩種情況：

1、對高溫形成的先共析鐵素體的影響；

2、對中溫轉(zhuǎn)變組織貝茵鐵素體的影響。

中溫轉(zhuǎn)變組織貝茵鐵素體與高溫轉(zhuǎn)變組織先共析鐵素體的轉(zhuǎn)變組織不同，從形態(tài)、亞結(jié)構(gòu)上看，先共析鐵素體是完整的，而貝茵鐵素體是高密度的位錯亞結(jié)構(gòu)如下圖：

高溫氧化物質(zhì)點對針狀鐵素體的影響

從上圖可見，高溫氧化物質(zhì)點的形成，細(xì)化了奧氏體組織，最終不僅使高溫轉(zhuǎn)變組織先共析鐵素體細(xì)化，而且也使中溫轉(zhuǎn)變組織貝茵鐵素體中的針狀鐵素體針和針狀鐵素體束變細(xì)，從而優(yōu)化了鋼的性能。