固态相变 第二章

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1、如何采用尽可能简单的热处理工艺获得综合性能优异的金属材料？将钢件奥氏体化，使之快冷到贝氏体转变温度区间等温保持，使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺----等温淬火。第六章贝氏体与钢在冷却时的中温转变研究B转变的意义•贝氏体转变是中温转变。优点：1）使钢得到良好的综合机械性能2）减少像一般淬火产生的变形和开裂倾向。因此，研究贝氏体转变及其应用，对于改善钢的强韧性，具有重要的意义。主要内容•贝氏体转变的基本特点和规律•转变产物的组织形态，性能及其影响因素等•转变机理（一般性介绍）•相变动力学•贝氏体力学性能6.1贝氏体定义及分类•显微组织

2、定义把贝氏体描述为共析分解竞争性机制的产物，即贝氏体是非层状、非协同的共析分解产物，由铁素体和碳化物组成。•贝氏体表面浮突特征上贝氏体表面浮凸贝氏体的定义“GB/T7232-1999金属热处理工艺术语”贝氏体：贝氏体是钢铁奥氏体化后，过冷到珠光体转变温度区域与Ms之间的中温区等温，或连续冷却通过这个中温区时形成的组织。《材料大辞典》－师昌绪贝氏体：过冷奥氏体的中温转变产物，贝氏体转变处于珠光体转变和马氏体转变温度范围之间，被称为中温转变。我国柯俊、徐祖耀、方鸿生、康沫狂、徐启昆、刘世楷、俞德刚、李承基、刘文西和李凤照等学者都对贝氏

3、体相变研究和贝氏体钢的发展作出了重要的贡献。贝氏体分类分类依据组织命名说明碳化物分布上贝氏体B碳化物在铁素体板条之间II下贝氏体B碳化物在铁素体内部III与铁素体长轴方向呈55-60°夹角无碳化物贝氏体B无碳化物I粒状贝氏体金相形态针状/针叶状贝氏体铁素体为片状或透镜状羽毛状贝氏体铁素体为板条状柱状贝氏体铁素体为板条状粒状贝氏体铁素体为板条状碳含量低碳贝氏体中碳贝氏体高碳贝氏体相变过程反常贝氏体碳化物优先析出其它贝氏体铁素体优先析出6.2贝氏体组织结构和晶体学特征6.2.1贝氏体的显微组织特征6.2.2贝氏体铁素体的精细结构6.2

4、.3贝氏体的表面浮凸6.2.4贝氏体中的碳化物6.2.5贝氏体相变晶体学（自学）B转变的基本特征•转变温度范围：介于P转变与M转变之间－中温转变•转变产物：α相与K组成的两相混合物（非层状混合组织）•转变动力学：动力学曲线呈S型，动力学图呈C型;转变不能进行到底•扩散性：Fe原子不能扩散，C原子能扩散•晶体学特征：有表面浮凸6.2.1B组织形态和亚结构1）上/下贝氏体2）无碳化物贝氏体(Carbide-freebainite)3）粒状B(Granularbainite)4）低碳合金钢中B、B、BIIIIII5）柱状B(Column

5、arbainite)6）反常B(Inversebainite)其中以B，B最为常见，粒状B次之，其余较少上下见。上贝氏体上贝氏体•形成温度：在B转变区较上部的温度范围内形成。中、高碳钢在350℃~550℃之间形成。•F形态：成束的、大体平行的板条状•当转变量不多时，在光镜下看到成束的条状铁素体自晶界向晶内生长，形成羽毛状，故有羽毛状B之称。随A中C%↑，F条变薄，随转变温度↓，F变细小。•渗碳体分布：分布在F条间，呈粒状或条状。B中的碳化物B中位错亚结构特征•亚结构：铁素体中存在位错亚结构•晶体学关系：F与母相间接近K－S关系；•

6、惯习面为｛111｝，γ•上贝氏体铁素体形成时具有浮凸效应，呈V或∧•碳含量：B中铁素体的C＜0.03％，接近平衡浓上度。下贝氏体•形成温度：在B转变区域的低温范围形成，约在350℃以下形成，C%低时，可能高于350℃•形态：由F与K两相组成。F的形态和K的分布不同于B。上•F形态：与马氏体相似，亦与碳含量有关。C%低时，呈板条状；C%高时，呈透镜片状；C%中等时两种形态兼有。低碳钢中C钢高C钢高C钢中的K分布55-60o•碳化物分布：分布在F内，由于K极细，无法在光镜下分辨，电镜下呈短杆状，沿着F长轴成55－60°角的方向整齐排列

7、。•下贝氏体铁素体形核于奥氏体晶界或晶内，相互之间呈60°或120°的夹角。经腐蚀后的下贝氏体在光学显微镜下呈黑色针状或针叶状形貌，故下贝氏体也称为针状或针叶状贝氏体特征•亚结构：位错，不存在孪晶（与M不同）•位相关系：K－S关系•惯习面：与转变温度有关温度较高时为｛111｝，γ温度降低，→｛110｝，γ｛254｝，｛569｝。γγ•F形成时有浮凸，呈V或∧2）无碳化物贝氏体•当钢中含有较多抑制碳化物析出元素，如Si和Al等，或钢中碳含量很低时，在转变初期和中期，碳化物来不及析出，贝氏体由铁素体和残余奥氏体或马氏体组成，称为无碳化

8、物贝氏体•形成温度：在中温区的上下部均可形成•形态：由板条F束及未转变的奥氏体所组成，在F束之间为富C的奥氏体。F与A内均无碳化物析出，故称为无碳化物B。•继续冷却时，A→M，P或其它类型B，或保留到室温。无碳化物B无碳化物贝氏体透射电子显微图像光