第八章 贝氏体转变和钢的等温淬火.ppt

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1、第八章贝氏体转变对贝氏体转变的基本了解：钢中的贝氏体转变是发生在珠光体转变和马氏体转变温度范围之间的中温转变。它既不是珠光体那样的扩散型相变，也不是马氏体那样的无扩散型相变，而是“半扩散型相变”，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。第八章贝氏体转变图5-1共析碳钢C曲线Mf高温中温低温第八章贝氏体转变第八章贝氏体转变第一节贝氏体组织和性能8.1.1无碳化物贝氏体（1）概念：当上贝氏体组织中只有贝氏体铁素体和残余奥氏体而不存在碳化物时，这种贝氏体就是无碳化物贝氏体，或称无碳贝氏体。也称BI型贝氏体。（2）形状：无碳贝氏体中的铁素体片条平行排列，其尺寸及间距较宽，片条间

2、是富碳奥氏体，或其冷却过程的产物。（3）形成钢种：①在硅钢和铝钢中由于Si、Al不溶于渗碳体中，故延迟渗碳体的形成，室温时保留残余奥氏体。②在低碳合金钢中，形成贝氏体铁素体后，渗碳体尚未析出，贝氏体铁素体间仍为奥氏体，碳不断向奥氏体中扩散富集，使奥氏体趋于稳定而保留下来，形成无碳化物贝氏体。第八章贝氏体转变第八章贝氏体转变8.1.2上贝氏体（1）形成温度：中、高碳钢大约在350~550℃之间形成。（2）形状特点：成束分布、平行排列的铁素体和夹于其间的断续的条状渗碳体的混合物。在中、高碳钢中，当上贝氏体形成量不多时，在光学显微镜下可以观察到成束排列的铁素体条自奥氏体晶界平行伸向晶内，具有羽毛状特

3、征。上贝氏体中铁素体的亚结构是位错。第八章贝氏体转变第八章贝氏体转变（3）形成特点：①随含碳量的增加，上贝氏体中的铁素体条增多、变薄，渗碳体数量增多、变细。②随转变温度降低，上贝氏体中铁素体条变薄，渗碳体细化。③在上贝氏体中的铁素体条间还可能存在未转变的残余奥氏体。尤其是当钢中含有Si、A1等元素时，由于Si、A1能使奥氏体的稳定性增加，抑制渗碳体析出，故使残余奥氏体的数量增多。第八章贝氏体转变8.1.3下贝氏体（1）转变温度：中、高碳钢约为350℃~Ms之间。（2）组成：由含碳过饱和的片状铁素体和其内部沉淀的碳化物组成的机械混合物。（3）形成及组织特点：①下贝氏体的空间形态呈双凸透镜状，与试

4、样磨面相交呈片状或针状。当转变量不多时，下贝氏体呈黑色针状或竹叶状，针与针之间呈一定角度。②在奥氏体晶界上形成，但更多的是在奥氏体晶粒内部形成。③下贝氏体中铁素体的亚结构为位错，其位错密度比上贝氏体中铁素体的高。下贝氏体的铁素体内含有过饱和的碳，其固溶量比上贝氏体高，并随形成温度降低而增大。第八章贝氏体转变8.1.4粒状贝氏体（1）形成温度：粒状贝氏体形成于上贝氏体转变区上限温度范围内。（2）其组织特征：在粗大的块状或针状铁素体内或晶界上分布着一些孤立的小岛，小岛形态呈粒状或长条状等，很不规则。粒状贝氏体中铁素体的亚结构为位错。（3）小岛在高温下原是富碳的奥氏体区，其后的转变可有三种情况：①分

5、解为铁素体和碳化物，形成珠光体；②发生马氏体转变；③富碳的奥氏体全部保留下来。第八章贝氏体转变第八章贝氏体转变8.1.5其他类型贝氏体在工业用钢中，除了出现典型的贝氏体组织外，①上贝氏体与下贝氏体的有机结合、②上贝氏体和粒状贝氏体有机结合③贝氏体和马氏体有机结合的组织。④上贝氏体和低碳板条状马氏体形貌类似，但是上贝氏体中位错密度较马氏体为低。⑤高碳针状马氏体和下贝氏体的形貌类似，但前者的亚结构是李晶，而在下贝氏体中很少观测到孪晶。第八章贝氏体转变8.1.6贝氏体的力学性能下贝氏体的强度较高，韧性也较好，而上贝氏体的强度低，韧性很差，且随贝氏体形成温度的降低，强度和韧性逐步提高，塑性和韧性也同样

6、随着形成温度的降低而提高。第八章贝氏体转变1.贝氏体的强度影响贝氏体强度的因素有：（1）贝氏体铁素体片或条的大小主要取决于贝氏体形成温度。贝氏体形成温度越低，则贝氏体铁素体片或条的直径越小。所以也可以说贝氏体的强度决定于形成温度，形成温度越低，贝氏体的强度越高。第八章贝氏体转变(2)弥散碳化物质点下贝氏体中碳化物颗粒较小，颗粒量也较多，所以碳化物对下贝氏体的贡献也较大；而上贝氏体中的碳化物颗粒较粗，且分布在铁素体条间，分布及不均匀，所以上贝氏体的强度比下贝氏体低得多。碳化物的大小、数量主要取决于贝氏体的形成温度和奥氏体的碳含量。一般说，贝氏体的形成温度越低，碳化物颗粒越小，越多。所以贝氏体的形

7、成温度越低，强度越高，其中也有碳化物的作用。第八章贝氏体转变(3)其他因素的强化作用对于贝氏体的强化，上述铁素体晶粒的细晶强化和碳化物的弥散强化是主要的。其他如碳和合金元素的固溶强化和位错亚结构的强化，无疑也有一定的作用。第八章贝氏体转变2.贝氏体的韧性（1）主要特点：随着贝氏体形成温度的降低，强度逐渐增加，塑性和韧性并不降低，反而有所增加。第八章贝氏体转变（2）上贝氏体的韧性大大低于下贝氏体的主