贝氏体、珠光体、马氏体的转变关系.docx

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1、贝氏体、珠光体、马氏体的转变关系摘要:贝氏体、珠光体、马氏体组织都是高温奥氏体在不同温度条件转变后得到的产物。由于转变的温度条件不同，转变的机理也就不同，一次得到的转变产物也不尽相同。本文主要针对贝氏体、珠光体、马氏体的基本特征、形成过程、组织形态、热力学与动力学转变条件、机械性能等方面进行一些简单的对比介绍。关键词：对比、贝氏体、珠光体、马氏体、基本特征、组织形态、转变热力学、转变动力学、机械性能一、组织形态1、珠光体的组织形态共析碳钢加热到均匀的的奥氏体化状态后缓慢冷却，稍低于A1温度将形成珠光体组织，

2、为铁素体和渗碳体的机械混合物，其典型形态呈片状或层状。片状珠光体是由一层铁素体与一层渗碳体交替堆叠而成。片状珠光体组织中，一对铁素体和渗碳体片的总厚度，称为“珠光体片层间距”。工业上所谓的片状珠光体，是指在光学显微镜下能够明显看出铁素体与渗碳体呈层状分布的组织形态，其片层间距约在0.15~0.45μm之间。透射电镜观察表明，在退火状态下，珠光体中的铁素体位错密度小，渗碳体中的位错密度更小，片状珠光体中铁素体与渗碳体两相交界处的为错密度高，在每一片铁素体中还有亚晶界，构成许多亚晶粒。工业用钢中，也可以见到铁素

3、体基体上分布着粒状渗碳体组织，称为“粒状珠光体”或“球状珠光体”，一般是经球化退火处理后获得的。2、马氏体的组织形态a、板条状马氏体板条状马氏体是低、中碳钢，马氏体时效钢，不锈钢等铁系合金中形成的一种典型的马氏体组织。因其显微组织是由许多成群的板条组成，故称为板条状马氏体。又因为这种马氏体的亚结构主要为位错，通常也称它为位错型马氏体。板条状马氏体的显微组织（如图所示），其中A为板条束，成不规则形状，尺寸约为20—35μm，是由若干单个马氏体板条所组成。一个板条束又可分成几个平行的像图中B那样的区域，呈块状。

4、块界长尺寸方向与板条马氏体边界平行，块间成大角晶界。每个块由若干板条组成，每一个板条为一个单晶体。板条具有平直的界面，并接近于奥氏体的{111}r，为其惯习面，相同惯习面的变体平行排列构成板条束。现已确定这些稠密的板条被连续的高度变形的残余奥氏体薄膜（~0.02μm）所隔开。相邻板条一般以小角晶界相间，也可成孪晶关系，成孪晶关系时条间无残余奥氏体。透射电镜观察证明，板条马氏体内有高密度位错。有时也会有部分相变孪晶存在，但为局部的，数量不多。板条状马氏体的显微组织构成随钢和合金的成分变化而改变。在碳钢中，当碳

5、含量小于0.3%时，原始奥氏体晶粒内板条束及束中块均很清楚；碳含量在0.3~0.5%，板条束清楚，块不清楚；碳含量升高到0.6~0.8时，板条混杂生成的倾向性很强，无法辨识束和块。b、片状马氏体铁系合金中出现的另一种典型的马氏体组织是片状马氏体，常见于淬火高、中碳钢及高Ni的Fe-Ni合金中。其空间形态成双透镜片状,所以也称之为“透镜片状马氏体”。因其与试样磨片相截而在显微镜下呈现为针状或竹叶状，故又称为“针状之称马氏体”或“竹叶状马氏体”。片状马氏体的亚结构主要为孪晶，因此又有“孪晶型马氏体”。片状马氏体

6、的显微组织为片间不相互平行。片状马氏体常能见到有明显的中脊，而且体内存在许多相变孪晶。相变孪晶的存在是片状马氏体组织的重要特征。c、其他马氏体除板条状与片状外，还有蝶状马氏体、薄片状马氏体和ϵ‘马氏体，这里就不一一介绍了。3、贝氏体的组织形态钢中贝氏体的组织形态是多种多样的，除上贝氏体和下贝氏体两种经典形态外，有时也可以见到粒状贝氏体、无碳化物贝氏体、柱状贝氏体及反常贝氏体等。a、上贝氏体钢中典型的上贝氏体为成簇分布的平行的条状铁素体和夹于条件的断续状渗碳体的混合物。多在奥氏体晶界成核，自晶界一侧或两侧向晶

7、内长大，形如羽毛。上贝氏体的铁素体多数呈条状或针状，少数呈椭圆状或矩形。电镜下的上贝氏体组织可以清楚地看到在平行的条状铁素体之间夹有断续的条状碳化物。在铁素体中有位错缠结存在。在一般情况下，随着钢中碳含量的增加，上贝氏体中的铁素体条增多、变薄、渗碳体的数量增多，形态由粒状变为链珠状、短杆状、直至断续条状。a、下贝氏体在光学显微镜下的下贝氏体呈暗黑色针状或片状，而且各个针状物之间都有一定的交角。下贝氏体成核部位既可以在奥氏体晶界上，也可以在奥氏体晶粒内部。下贝氏体的双磨面金相组织其立体形貌呈透镜状，与磨面相交

8、呈片状或针状。从下贝氏体的电子显微组织中可以看出，在下贝氏体铁素体片中，分布着排列成行的细片状或粒状碳化物，并以55~60°的角度与铁素体针的长轴相交。下贝氏体的碳化物仅分布在铁素体内部。c、粒状贝氏体粒状贝氏体系指在铁素体基体上分布有奥氏体或其他转变产物的岛状组织。岛状组织的形状可以是条状、颗粒状或其他形。这种岛状组织原为富碳奥氏体，在室温下可能因条件不同而不同程度地转变为马氏体、贝氏体或其他分解产物。d、无碳