热处理原理之贝氏体转变

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1、第七章贝氏体转变1为纪念美国著名冶金学家Bain，中温转变被命名为贝氏体转变，转变所得产物则被称为贝氏体。英文Bainite，用B表示27.1贝氏体转变的基本特征⑴B转变有一个温度范围⑵B转变产物是由α相与碳化物组成的非层片状机械混合物⑶B转变也是一个形核和长大过程⑷B转变过程中只有碳原子的扩散⑸B转变也能产生表面浮凸：M是N形，B为V形⑹B中铁素体具有一定的惯习面，并与母相A之间保持一定的晶体学位向关系（分歧重大）3⑺B转变的不完全性：一般不能进行到底；通常随转变温度的升高，转变的不完全程度增大随转变温度升高，转变的不

2、完全程度增大：温度越高，A与B之间的自由能差减小，从而使得转变的驱动力减小；温度越高，越有利于碳原子的扩散而形成柯氏气团，从而增强未转变A的热稳定性。B转变的不完全：一方面，B总是优先在A中贫碳区形成，随着B转变量的增加，碳不断向A中扩散而使得未转变A中的碳浓度越来越高，从而增加A的化学稳定性而使B转变难于进行；另一方面，贝氏体的比容比A大，产生一定的机械稳定化作用，也不利于B转变的继续进行。4内容P转变B转变M转变温度范围高温中温低温转变上限温度A1BSMS领先相K或F铁素体形核部位A晶界B上在晶界B下大多在晶内转变时点

3、阵切变无有有碳原子的扩散有有基本上无铁及合金原子的扩散有无无等温转变完全性完全视转变温度定不完全转变产物α+Fe3Cα+Fe3C(ε)α′珠光体、贝氏体、马氏体转变主要特征57.2贝氏体的组织形态和亚结构由于BF和碳化物的形态与分布情况多变，使B显微组织呈现为多种形态。据此，通常将B分为：下贝氏体上贝氏体无碳化物贝氏体粒状贝氏体反常贝氏体柱状贝氏体贝氏体上贝氏体、下贝氏体最常见，粒状贝氏体次之，其余的较为少见。6是一种单相组织，由大致平行的F板条组成，F板条自A晶界形成，成束地向一侧晶粒内长大，在F板条之间为富碳的A。F板

4、条较宽、间距较大，随转变温度下降，F板条变窄、间距缩小。㈠无碳化物贝氏体⑴形成温度范围在B转变的最高温度范围内形成。⑵组织形态7⑶晶体学特征及亚结构无碳贝氏体形成时也具有浮凸效应，其铁素体的惯习面为{111}γ，位向关系为K－S关系；亚结构：铁素体内有一定数量的位错。在F板条之间的富碳A，在随后的冷却过程中可能转变为P、B、M或保持不变。所以说无碳化物贝氏体不能单独存在。8在B转变区的较高温度范围内形成，对于中、高碳钢约在350～550℃范围内形成，所以上贝氏体也称高温贝氏体。㈡上贝氏体⑴形成温度范围上贝氏体是一种两相组织

5、，是由条状α相与粒状和条状碳化物组成的非层片状机械混合物。⑵组织形态9成束的大致平行的α相板条，自A晶粒晶界的一侧或两侧向A晶粒内部长大，粒状或条状渗碳体(有时还有残余A)分布于α相板条之间，整体呈羽毛状。10F的惯习面为{111}γ，位向关系接近于K－S关系;亚结构为位错，位错密度较高，能形成缠结。碳含量：随碳含量的增加，B上中的α相板条更多、更薄，渗碳体的形态由粒状、链球状转变为短杆状，渗碳体数量增多，不但分布于α相之间，而且可能分布于各α相内部。形成温度：随形成温度的降低，α相变薄，渗碳体更小，且更密集。⑶影响B上组

6、织形态的因素⑷晶体学特征及亚结构11与上贝氏体一样，下贝氏体也是一种两相组织，由α相与碳化物组成。㈢下贝氏体⑴形成温度范围一般在350℃～Ms之间的低温区。⑵组织形态12α相的立体形态，呈片状或透镜片状，在光学显微镜下呈针状，与片M相似。形核部位大多在A晶界上，也有相当数量位于A晶内。碳化物为Cem或ε-碳化物，碳化物呈细片状或颗粒状，排列成行，约以55°～60°角度与B下的长轴相交，并且仅分布在F片内部。钢的化学成份、A晶粒度和均匀化程度，对B下的组织形态影响较小。13B下中α相的惯习面比较复杂，有人测得为{110}γ，

7、有人测得为{254}γ及{569}γ；B下中α相与A之间的位向关系为K－S关系；亚结构：为位错，无孪晶；B下形成时也会产生表面浮凸现象，但形状与B上不同。B上中浮凸大致平行，而B下中往往相交呈“∧”形。⑶晶体学特征及亚结构14其组织是由F和富碳的A组成。⑴形成温度范围稍高于B上的形成温度⑵组织形态㈣粒状贝氏体主要存在于低、中碳合金钢中，以一定的速度连续冷却获得，如正火、热轧后的空冷、焊缝的热影响区等，后来的研究发现等温也可以形成。15F呈块状(由F针片组成)；富碳的A呈条状，在F基体上呈不连续分布。F的C%很低，接近平衡状

8、态，而A的C%却很高。富碳A在随后的冷却过程中可能发生三种不同的转变：部分或全部分解为F和碳化物；可能部分转变为孪晶片状M，形成“M－Aˊ”组织；可能全部保留下来成为残余A。16可存在于过共析钢中形成温度在350℃稍上呈现F夹在两片渗碳体中间的组织形态㈤反常贝氏体17一般存在于高碳碳素钢或高碳中合金钢中