材料成型基础教学课件7

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1、7.6贝氏体转变介于珠光体和马氏体转变之间的一种转变，又称为中温转变。转变产物贝氏体是含碳过饱和的铁素体和碳化物组成的机械混合物。根据形成温度不同分上贝氏体和下贝氏体两类。一贝氏体的组织形态1上贝氏体形成于贝氏体转变区较高温度范围内，中、高碳钢大约在350—550度之间形成。钢中的上贝氏体为成束分布、平行排列的铁素体和夹于其间的断续的条状渗碳体的混合物。1上贝氏体在光学显微镜下可以观察到成束排列的铁素体条自奥氏体晶界平行伸向晶内，具有羽毛状特征，条间的渗碳体分辨不清。在电子显微镜下可以清楚地看到在平行的条状铁素体之间常存在断续的、粗条状的渗碳体。1上贝氏体上贝氏体中铁素体的亚结构是位错，其密度

2、约为108—109cm-2，比板条马氏体低2—3个数量级。在一般条件下，随含碳量的增加，上贝氏体中的铁素体条增多、变薄，渗碳体数量亦增多、变细。在上贝氏体中的铁素体条间还可能存在未转变的残余奥氏体。2下贝氏体形成于贝氏体转变区的较低温度范围，中、高碳钢约为350度—Ms点之间。典型的下贝氏体是由含碳过饱和的片状铁素体和其内部沉淀的碳化物组成的机械混合物。空间形态呈双凸透镜状，与试样磨面相交呈片状或针状。2下贝氏体在光学显微镜下，当转变量不多时，下贝氏体呈黑色针状或竹叶状，针与针之间呈一定角度。在电子显微镜下可以观察到下贝氏体中碳化物的形态，它们细小、弥散，呈粒状或短条状，沿着与铁素体长轴呈55

3、—65度角取向平行排列。2下贝氏体下贝氏体中铁素体的亚结构为位错，其位错密度比上贝氏体中铁素体的高。下贝氏体可以在奥氏体晶界上形成，但更多的是在奥氏体晶粒内部形成。3粒状贝氏体形成于上贝氏体转变区上限温度范围内。其组织特征是在粗大的块状或针状铁素体内或晶界上分部着一些孤立的小岛，小岛形态呈粒状或长条状等，很不规则。二贝氏体的机械性能上贝氏体：由于形成温度较高，F条粗大，C的过饱和度低，因而强度硬度较低。另外，碳化物颗粒粗大，且呈断续条状分布于铁素体条间，具有方向性，使铁素体条间易于产生脆断，同时铁素体本身也可能成为裂纹扩展的路径，所以冲击韧性较低。二贝氏体的机械性能下贝氏体：铁素体针细小、分布

4、均匀，在铁素体内又沉淀与析出大量细小、弥散的碳化物，而且铁素体内含有过饱和的碳及较高密度的位错，因此强度高韧性好，即具有良好的综合机械性能，缺口敏感性和脆性转折温度都较低，是一种理想的组织。二贝氏体的机械性能粒状贝氏体：在颗粒状或针状铁素体基体中分布着许多小岛，这些小岛无论是残余奥氏体、马氏体，还是奥氏体的分解产物都可以起到复相强化作用。所以粒状贝氏体具有较好的强韧性。三贝氏体转变的特点贝氏体转变兼有珠光体转变和马氏体转变的某些特点。与珠光体转变相似，贝氏体转变过程中发生碳在铁素体中的扩散；与马氏体转变相似，奥氏体向铁素体的晶格改组是通过共格切变方式进行的。因此，贝氏体转变是一个有碳原子扩散的

5、共格切变过程。1贝氏体转变的热力学特点在贝氏体转变时，碳在奥氏体中发生预先扩散，重新分布。由于碳的扩散，降低了贝氏体中铁素体的含碳量，就降低了铁素体的自由能，从而在相同的温度下，新、旧两相之间的自由能差增大，相变驱动力增大。同时，由于碳的脱溶，使奥氏体与贝氏体之间的比容差减小，因此由相变时体积变化引起的弹性应变能减小。因此，从相变热力学条件看，贝氏体转变可以在钢的Ms点以上温度范围内发生。2贝氏体转变的晶体学特点实验发现，贝氏体形成时，在预先抛光的试样表面上形成浮凸，说明贝氏体转变时铁素体是通过切变机构形成的。在转变过程中，贝氏体中的铁素体和奥氏体保持共格联系，有一定的惯习面。3贝氏体转变的动

6、力学特点贝氏体转变是一个形核、长大的过程，形核需要一定的孕育期。上贝氏体中铁素体的长大速度主要取决于碳在其前沿奥氏体内的扩散速度，而下贝氏体的长大速度主要取决于碳在铁素铁内的扩散速度。贝氏体的转变包括铁素体的成长和碳化物的析出两个基本过程，它们决定了贝氏体中两个基本组成相的形态、分布和尺寸。上贝氏体首先在奥氏体晶界上或晶界附近的贫碳区形成铁素体晶核，并成排地向奥氏体晶粒内长大。与此同时，条状铁素体前沿的碳原子不断向两侧扩散，而铁素体中多余的碳也将通过扩散向两侧的相界面移动。由于碳在铁素体中的扩散速度大于在奥氏体中的扩散速度，因而在温度较低的情况下，碳在奥氏体的晶界处就发生富集。到一定程度沉淀析

7、出渗碳体。下贝氏体首先在奥氏体晶界或晶内的某些贫碳区，形成铁素体晶核，并按切变共格方式长大，成片状或透镜状。由于转变温度低，碳原子在奥氏体中的扩散很困难，很难迁移至晶界。而碳在铁素体中的扩散仍可进行。因此与铁素体共格长大的同时，碳原子只能在铁素体的某些亚晶界或晶面上聚集，进而沉淀析出细片状的碳化物。在一片铁素体长大的同时，其它方向上铁素体也会形成。从而得到典型的下贝氏体组织。四魏氏组织含碳量小于0