热处理工艺学课件--第05章 贝氏体转变

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1、第五章贝氏体转变贝氏体转变为中温、半扩散型转变贝氏体转变的产物为贝氏体（B）下贝氏体具有良好的综合机械性能，并可防止零件淬火变形、开裂贝氏体转变具有马氏体转变、珠光体转变的部分特征§5-1贝氏体转变基本特征贝氏体转变温度Bs：贝氏体转变上限温度Bf：贝氏体转变下限温度转变产物一般为α相＋碳化物组成的非层状组织α相的形态及碳化物析出方式与形成温度有关α相中的C%随形成温度下降而上升转变动力学动力学图呈“C”型有孕育期§5-1贝氏体转变基本特征转变不完全性贝氏体转变与马氏体转变一样，不能进行终了，转变温度越靠近

2、Bs，转变量越少扩散性α相长大靠切变进行Fe原子难以扩散伴随C的扩散晶体学特征有浮凸，呈“V”、“Λ”型（M呈“N”型）有严格位相关系和惯习面§5-2贝氏体组织形态无碳化物贝氏体（B无）在低碳钢、高温区形成，特点是无碳化物，继续冷却未转变的A可发生P转、B转、M转上贝氏体（B上）中、高碳钢、中温区形成（350～550℃），呈羽毛状α相呈条束状，C%接近平衡；Fe3C为链球状T8钢的上贝氏体组织上贝氏体组织示意图§5-2贝氏体组织形态下贝氏体（B下）中、高碳钢、低温区形成（Ms～350℃）低碳：板条状；高碳：

3、透镜片状α(针状，C%过饱和)＋ε－Fe3C(短杆状)粒状贝氏体（B粒）低、中碳合金钢热轧空冷后，中温区形成α相基体上分布岛状组成物（富碳A）GCr15钢的下贝氏体组织下贝氏体组织示意图低碳低合金钢的三类贝氏体形成过程示意图高温中温低温§5-3贝氏体转变动力学呈“S”型有孕育期T↑→转变量↓有鼻温贝氏体等温转变动力学曲线贝氏体转变动力学图含碳化物形成元素合金钢的动力学图A→PA→BA→B上A→B下碳钢、含非碳化物形成元素合金钢40crMnSiMoVAA→PA→B上A→B下A→M等共析钢等温转变动力学示意图影

4、响B转变的动力学因素C%C%↑→孕育期↑、转变速度↓合金因素除Co、Al外，均使转变速度↓A晶粒大小DD↑→转变速度↓A化温度A化温度↑→转变速度先降后升，有极值影响B转变的动力学因素应力影响A受拉应力→转变速度↑塑性变形在低温(300～350℃)对A形变→转变速度↑孕育期↓在高温(800～1000℃)对A形变→转变速度↓冷却时在不同温度下停留在P转、B转间停留→转变速度↑在B转高温区停留→转变速度↓在B转下部或Ms以下停留→转变速度↑§5-4贝氏体转变热力学及转变机制贝氏体转变同样通过形核、长大进行领先相

5、：铁素体转变驱动力：自由焓差值转变过程中有C原子的扩散转变机制：切变机制α相在A贫碳区形成，通过切变、碳扩散长大C从α相前沿向两侧A中扩散，α中过饱和碳脱溶析出碳化物台阶机制不同温度下贝氏体形成示意图（a高温无碳化物贝氏体；b中温上贝氏体；c低温下贝氏体）Bs与Ms的比较B中α相的形态类似与M，转变机制是否一样？如果转变机制一样，则Bs与Ms应相等，事实上Bs远高于Ms原因过饱和α相中析出C，驱动力↑A-B比容差＜A-M比容差，E↓A协作变形量小（M要维持共格）P、B、M转变主要特征珠光体转变贝氏体转变马氏

6、体转变温度范围高温中温低温上限温度A1BsMs领先相Fe3C、FF－形核位置A晶界B上：晶界B下：晶内晶内C扩散有有无Fe、Me扩散有无无等温转变完全性完全视转变温度不完全转变产物α＋Fe3Cα＋Fe3C(ε)α’§5-5贝氏体的力学性能B下：强度高、韧性好B上：强度低、韧性差影响B机械性能的因素α相：晶粒大小d、C%、位错密度ρ碳化物：数量、形态、分布均与形成温度有关B的强度随形成温度的下降：晶粒大小d↓→细晶强化↑α中的C%↑→C的固溶强化↑α中的ρ↑→相变强化（亚结构强化）↑碳化物数量↑、弥散度↑→弥

7、散强化↑∴强度（硬度）：B下＞B上Ms～350℃350～550℃B的韧性取决于碳化物形态、分布，其次与α相形态有关∵中θ－Fe3C粗大且呈方向性不均匀分布∴韧性：B下＞B上在下贝氏体形成温度范围的中、上区域形成的贝氏体韧性优于同强度马氏体的韧性在具有回火脆性的钢中，贝氏体的韧性优于回火马氏体的韧性在高碳钢中，回火马氏体的韧性低于同强度贝氏体的韧性