贝氏体相变理论进展近况

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1、贝氏体相变理论进展近况6贝氏体相变理论进展近况摘要近年来贝氏体相变理论学派的研究工作均有明显进展，但各自都有待澄清的难题，各派间在学术上的批判反批判旨在指明探索方向和发展途径。各学派在研究贝氏体相变理论各个方面都有明显进展，研究进展的特点表现于在原有定性基础上加强了理论分析。目前对贝氏体相变机制争论的重点在于碳原子和合金元素原子在贝氏体相变时的行为，贝氏体的形核理论和整体动力学，贝氏体相变造成的表面浮凸及贝氏体相变晶体学等。关键词：贝氏体相变，晶体学，动力学6引言贝氏体相变是在珠光体分解和马氏体相变温度范

2、围之间进行中间转变。因此，贝氏体转变既不是珠光体的扩散型转变，也不是马氏体的无扩散型相变，而是半扩散半相变，即只有碳原子能够扩散，而铁原子及其他替换合金元素的原子难以扩散。又因为贝氏体相变具有过渡性，它不但具有珠光体分解的某些特征，又具有马氏体相变的一些特点，所以贝氏体相变是一个相当复杂的相变。至今研究依然不够充分，并且存在着激烈的争论。以R.F.Hehemann为代表的切变学派认为贝氏体是中温转变时形成的针状分解产物。并具有针状组织形貌、浮凸效应和用自己的TTT图和BS点。并把贝氏体定义为是铁素体和碳化

3、物的非层片状混合组织；而以H.I.Aaronson为代表的扩散学派认为TTT图和BS点是合金元素对共析分解动力学的一种影响表现，浮凸效应也不能作为切变的依据。同时，扩散学派认为贝氏体是扩散的、非协作的两种沉淀相竞争台阶生长的共析分解产物[1]。切变学派认为，贝氏体相变与马氏体相变的MS点类似，也存在一个BS点。但扩散学派认为BS点没有实质性意义，也没有独立的TTT图，并且贝氏体不完全转变仅仅是由于等温时间不够长而没有观察到转变完成而已。贝氏体相变是属于切变机制还是属于扩散机制，这是扩散学派和切变学派争论的

4、核心。切变学派认为贝氏体在组织形貌上与无扩散切变产生的马氏体相似；贝氏体转变形成的浮凸现象与马氏体相变的表面浮凸现象相似等；而扩散学派认为在贝氏体宽面上存在巨型台阶，以及贝氏体长大界面为非共格弯曲面；贝氏体的表面浮凸现象不同于马氏体，不具备切变所要求的不变平面应变特性，扩散台阶机制也可以形成表面浮凸现象等。由于切变学派并不否认碳原子在贝氏体转变中的扩散，因而，双方的分歧集中在贝氏体转变时，铁原子和其他代位原子是切变位移还是扩散位移。6关于贝氏体转变时，铁原子和其他代位原子是切变位移还是扩散位移的问题，切变

5、学派和扩散学派的争论主要是①贝氏体铁素体的长大是切变长大还是台阶长大；②贝氏体碳化物的析出源问题。61贝氏体相变研究进展1.1贝氏体相变的特征贝氏体相变与马氏体相变相、共析分解比较是更为复杂的相变过程，贝氏体相变是过冷奥氏体转变的中间过渡环节过冷奥氏体作为一个整合系统，是从高温区的扩散性共析分解到低温区的马氏体无扩散相变是一个逐级演化的过程。过渡性是其最主要的特征。全过程可以分为三个不同性质的阶段：即高温区的珠光体转变、中温区的贝氏体相变和低温区的马氏体相变。三个阶段既有联系又有区别，应当把握整合系统的整

6、体性，贝氏体相变是这个系统的中间过渡环节。在组织形貌上，贝氏体分为上贝氏体和下贝氏体。羽毛状上贝氏体、无碳贝氏体均与在晶界处形核长大的珠光体有相似之处，铁素体均呈条片状，仅碳化物分布形态有所区别。羽毛状的上贝氏体与片状珠光体颇有相似之处；下贝氏体在奥氏体晶内形核长大，呈现片状或针状特征．条片状的下贝氏体与板条状马氏体相似．针状的下贝氏体与片状马氏体相似。1.2合金元素对贝氏体相变的影响通过对合金元素在贝氏体相变时行为来研究并获得有关贝氏体相变的信息，同时钢中合金元素的量对钢的性能也有很大的影响，所以研究合

7、金元素对贝氏体相变的影响非常重要。①钼元素对贝氏体相变的影响Hackenberg[2]引发现在海湾温度发生相变时，钼可以在贝氏体铁素体和碳化物之间再分配，从而使贝氏体相变动力学减慢。铁素体/渗碳体的界面能和碳化物的非平衡组分使得贝氏体相变动力学减慢20％以上。因此根据Hackenberg的研究结果得出在贝氏体相变的高温区域是存在扩散的。②铜元素对贝氏体相变的影响研究铜[3]在过共析钢等温贝氏体相变时发现，在贝氏体铁素体和贝氏体渗碳体中有等量的过饱和铜存在。通过适当的回火，在较低温度可以在贝氏体铁素体中析出

8、铜，较高温度下贝氏体渗碳体中可以析出铜。又因为铜在贝氏体铁素体和渗碳体中的溶解度很小，在贝氏体铁素体中存在过饱和的铜，因此说明在贝氏体相变过程中，在奥氏体和贝氏体之间不存在铜的再分配问题。③钴和铝元素对贝氏体相变的影响通过添加适当的钴和铝[4]可以使贝氏体相变加速。这是因为其可以通过对相变驱动力磁性和非磁性部分的影响而使相变驱动力增加。钴和铝增加了相变驱动力，从而使得形核位密度增加，一方面减小了对性能有害的残余奥氏体岛，另一方