贝氏体相变ppt课件.ppt

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1、中温转变：550℃～MS下贝氏体----良好的综合力学性能。等温淬火组织；贝氏体钢连续冷却。第五章贝氏体相变1美国冶金学家EdgarC.Bain(Sept.14,1891--Nov.27,1971)UnitedStatesSteelCorporation贝氏体--Bainite2图5-1共析碳钢C曲线Mf高温中温低温3§5.1贝氏体相变特点、组织形态和力学性能§5.1.1贝氏体相变的特点（1）贝氏体转变温度范围在A1以下，MS以上，有一转变的上限温度BS点和下限温度Bf点，碳钢的BS点约为550℃。4珠光体转变贝氏体转变马氏

2、体转变转变温度范围Ar1~550℃550℃~Ms350℃，α-Fe(C)+Fe3C<350℃，α-Fe(C)+FexC单相组织α-Fe(C)合金元素扩散不扩散不扩散表5-1珠光体、马氏体、贝氏体转变特点的比较5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。α相（即贝氏体铁素体BF）形态类似于马氏体而不同于珠光体中的铁素体。（2）贝氏体转变产物6通过形核与长大进行，等温转变动力学图是C形。（3）

3、转变动力学7图5-3合金钢C曲线图5-2共析碳钢C曲线示意图8（4）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。9转变形成低碳相和高碳相，故有碳原子的扩散，但铁和合金元素原子不扩散。（5）扩散性10（6）晶体学特征贝氏体形成时，有表面浮凸，位向关系和惯习面接近于马氏体。11在靠近BS的温度处形成，由平行板条铁素体束及板条间未转变的富碳奥氏体组成。§5.1.2贝氏体的组织形态（1）无碳化物贝氏体12（1）无碳化物贝氏体BF核在A晶界上形成后，向晶内一侧成束长大。板条比较宽，板条间距离也较

4、大，且两者均随形成温度的下降而变小。板条间为富碳的A，在随后冷却时转变为M或保留至室温成为AR。13图5-4无碳化物贝氏体示意图原奥氏体晶界BFAA14图5-5无碳化物贝氏体组织，×1000（30CrMnSiA钢，450℃等温20s）15（1）无碳化物贝氏体BF与奥氏体的位向关系为K-S关系，惯习面为{111}A。16在贝氏体相变的较高温度区域形成，对于中、高碳钢,大约在350~550℃区间。（2）上贝氏体17（2）上贝氏体其形态在光镜下为羽毛状。组织为一束平行的自A晶界长入晶内的BF板条。BF板条与M板条相近，但在铁素体板

5、条之间分布有不连续碳化物。18（2）上贝氏体BF板条内亚结构为位错。与A的位向关系为K-S关系，惯习面为{111}A。碳化物惯习面为{227}A，与A有确定的位向关系。19图5-6(a)上贝氏体组织示意图(b)T8钢中的上贝氏体组织(a)(b)20在贝氏体相变的低温转变区形成，大约在350℃以下。（3）下贝氏体21（3）下贝氏体贝氏体铁素体呈透镜片状，形态与片状马氏体很相似。但下贝氏体铁素体中的亚结构为位错，不存在孪晶。片内存在排列整齐的细小碳化物。22（3）下贝氏体BF与A的位向关系为K-S关系，惯习面为{110}A。碳化

6、物与BF间有确定的位向关系。23图5-7(a)下贝氏体组织示意图(b)GCr15钢的下贝氏体组织(a)(b)24§5.1.3贝氏体的力学性能（一）贝氏体的强度贝氏体的强度随形成温度的降低而提高。25①贝氏体铁素体细化强化形成温度越低，贝氏体铁素体越细，强度越高。影响贝氏体强度的因素：26下贝氏体中碳化物颗粒较小，颗粒数量较多，且分布均匀，故下贝氏体的强度高于上贝氏体。贝氏体形成温度越低，碳化物颗粒越小、越多，强度越高。②碳化物的弥散强化27③固溶强化和位错强化随贝氏体形成温度的降低，BF的碳过饱和度及位错密度均增加，导致强度

7、增加。28（二）贝氏体的韧性在350℃以上，组织中大部分为上贝氏体时，冲击韧性大大下降。29上贝氏体的韧性大大低于下贝氏体的原因：上贝氏体由彼此平行的BF板条构成，好似一个晶粒；而下贝氏体的BF片彼此位向差很大，即上贝氏体的有效晶粒直径远远大于下贝氏体。上贝氏体碳化物分布在BF板条间。30总之，随着贝氏体形成温度的降低，强度逐渐增加，韧性并不降低，反而有所增加，使下贝氏体具有优良的综合力学性能。3132贝氏体相变的驱动力也是化学自由能差。铁素体的Gibbs自由能随着碳过饱和度的增加而增加。§5.2贝氏体相变的热力学条件、相变

8、机理§5.2.1贝氏体相变的热力学条件33MsBs图5-8奥氏体和贝氏体自由能与温度的关系34由于碳在BF中的不断脱溶，增加了新相与母相间的自由能差（ΔG）。另外，BF中碳的脱溶还使其比容降低，从而减少作为相变阻力的比容应变能，这些都会促进BF的进一步长大。35贝氏体转变的领先相是铁素体，