xiugai贝氏体转变

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1、第五章贝氏体相变5.1贝氏体(B)转变的基本特征和组织形态一、贝氏体(B)相变的基本特征1、贝氏体相变温度范围在A1以下，MS以上，有一转变的上限温度BS和下限温度Bf，碳钢的BS约为550℃左右。2、贝氏体转变产物一般地，贝氏体转变产物为α相与碳化物的两相混合物，为非层片状组织，组织形态与形成温度有关。α相形态类似于M而不同于珠光体中的铁素体。碳化物的分布状态随形成温度不同而异：较高温度形成上贝氏体，碳化物为渗碳体，分布在铁素体条间；较低温度形成下贝氏体，碳化物可以是渗碳体或ε－碳化物，分布在铁素体内部；高于上贝氏体形成温度，形成无碳贝氏体。随着贝氏体的形成温度下降，贝氏体中

2、铁素体的碳含量升高。a)金相显微组织500×b)电子显微组织500×上贝氏体的显微组织形成温度：共析钢在550~350℃a)金相显微组织100×b)电子显微组织1000×下贝氏体的显微组织形成温度：共析钢在350℃~Ms3、转变动力学由形核与长大完成，等温转变动力学图是C形。4、扩散性B相变是A分解（A→α+Fe3C）、有孕育期和领先相。转变形成高碳相和低碳相，故有碳原子扩散，但合金元素和铁原子不扩散或不作长程扩散。B长大和碳化物析出受碳扩散控制。上贝氏体长大速度取决于碳在A中的扩散，下贝氏体长大速度取决于碳在F中的扩散。B相变比M相变慢。5、晶体学特征贝氏体形成时，有表面浮突

3、，位向关系和惯习面接近于M。6、转变的不完全性转变结束时总有一部分未转变的A，继续冷却A→M，形成B+M+AR组织，其中AR为残余A。总之，贝氏体转变的某些特征与P相似，某些方面又与M相似。二、钢中贝氏体的组织形态贝氏体的组织形态随钢的化学成分以及形成温度不同而异，有下列主要的组织形态。1、上贝氏体B上B上在B转变的较高温度区域内形成，对于中、高碳钢,此温度约在350550℃区间。组织为(F+碳化物)的二相混合物。其形态在光镜下为羽毛状。在电镜下为一束平行的自A晶界长入晶内的F条。束内F有小位向差，束间有大角度差，F条与M板条相近。碳化物分布在铁素体条间，随A中含碳量增高，其

4、形态由粒状向链状甚至杆状发展。电子显微组织500×金相显微组织500×F内亚结构为位错，惯习面为{111}A，与A之间的位向接近K-S关系，碳化物惯习面为{227}A，与A有确定位向关系。2、下贝氏体B下在B转变的低温转变区形成，大致在350℃，组织为(F+碳化物)的二相混合物。F的形态与A碳含量有关：碳量低时呈板条状(见图)。碳量高时，呈片状(见图)。片内存在细小碳化物，呈短杆状与F的长轴成55-60度，成分为Fe3C或Fe2-3C。a)金相显微组织100×b)电子显微组织1000×钢中典型下贝氏体组织示意图3、粒状贝氏体在一定的冷速范围内连续冷却得到的，组织为(F+A)的二

5、相混合物。其形态为F基体上分布着小岛状的A(见图)。富碳的A小岛在随后的冷却过程中有三种可能：分解为F与碳化物；转变为M；以A态保留至室温。粒状贝氏体的显微组织1000×4、无碳化物贝氏体在靠近BS的温度处形成这种贝氏体，是由F+A组成。是在A晶界上形成了F核后，向晶内一侧成束长大，形成的平行的板条束，条间为富碳的A，板条宽度随转变温度下降而变窄。继续冷却，A可能转变为M，P，B(其他类型)或保留至室温。F条形成时在抛光表面会形成浮凸。B与A的位向关系为K-S关系，惯习面为{111}A。5、低碳低合金钢中的贝氏体1、第一类贝氏体在600~500℃等温形成，相当于无碳化物贝氏体。

6、2、第二类贝氏体在500~450℃等温形成，碳化物主要以杆状或断续条状分布在条状铁素体之间，相当于上贝氏体。3、第三类贝氏体在450℃~MS等温形成，碳化物呈粒状均匀分布在条状铁素体内部，相当于下贝氏体。贝氏体是20纪40年代末命名的奥氏体中温转变产物。贝茵等人于1930年首次发表了这种产物的金相照片。到1939年R.F.Mehl把贝氏体分为上贝氏体和下贝氏体。半个多世纪以来氏体相变的研究十分活跃，不断丰富和发展贝氏体相变学说，贝氏体组织在工程上得到越来越广泛的应用。一、贝氏体相变假说1、切变机制1952年，在英国伯明翰大学任教的柯俊及其合作者.Cottrell第一次对贝氏体相

7、变的本质进行了研究。发现在预先抛光的样品表面，在贝氏体转变时产生了表面浮凸效应。以此实验现象为依据，提出了贝氏体相变机制类似于马氏体相变的切变机制。他们认为，铁原子和代位原子是无扩散的，切变间隙溶质原子是有扩散的。这种学说被许多学者所继承，形成“切变学派”。5.2贝氏体相变机制观点：贝氏体转变是含过饱和碳的铁素体的切变形成过程2、扩散机制20世纪60年代末，美国冶金学家H．I．Aaronson及其合作者从能量上否定了贝氏体转变的切变可转变温度区间，相变驱动力不能满足切变所需要的能量水平。他们