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1、一、贝氏体的组织形貌一、贝氏体的组织形貌（一）无碳化物贝氏体（一）无碳化物贝氏体1 1、形成温度范围、形成温度范围 在B转变的最高温度范围内形成。2 2、组织形态组织形态 由大致平行的F片条组成，F片条自A晶界形成，成束地向一侧晶粒内长大，在F片条之间为富碳的A。F片条较宽、间距较大，随转变温度下降，F片条变窄、间距缩小。第1页/共27页第2页/共27页（二）粒状贝氏体（二）粒状贝氏体 粒状贝氏体也属于上贝氏体。当奥氏体冷却到上贝氏体温度区，析出贝氏体铁素体后，由于碳扩散到A体中，使A不均匀地富碳，不再转变为贝氏体。这些奥氏体区域一般呈粒状或长条状，分布在铁素体基体上。这种富碳地奥氏体在冷却或
2、等温过程中，可以部分地发生转变，形成所谓（M-A）岛。这种由BF+(M-A)构成的整合组织称为粒状贝氏体。第3页/共27页第4页/共27页一般认为在某些低碳钢中出现的粒状贝氏体是由无碳化物贝氏体演变而来的。当无碳化物贝氏体长大到彼此汇合时，剩下的小岛状奥氏体便为铁素体所包围沿铁素体条间呈条状断续分布。因钢碳含量较低，剩余奥氏体的碳含量也不超过其溶解度极限，故不会析出碳化物，这就形成了粒状贝氏体。第5页/共27页（三）羽毛状上贝氏体 组织形态：板条状铁素体和条间分布的碳化物组成。贝氏体铁素体片条间的碳化物是片状形态的细小的渗碳体，组织形貌呈现羽毛状，是BF+-M3C的整合组织。第6页/共27页（
3、四）下贝氏体（四）下贝氏体1 1、形成温度范围、形成温度范围 一般在350 Ms之间的低温区。2 2、组织形态、组织形态 也是一种两相组织，由相与碳化物组成。相的立体形态呈片状（或透镜片状），在光学显微镜下呈针状，与片状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-碳化物，碳化物呈细片状或颗粒状，排列成行，约以5560角度与下贝氏体的长轴相交，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下贝氏体的组织形态影响较小。第7页/共27页第8页/共27页（五）魏氏组织魏氏组织形貌与上贝氏体相似之处，但不属于贝氏体的范畴。魏氏组织实际上是先共析转变的组织。亚共析
4、钢的魏氏组织是先共析铁素体在奥氏体晶界形核呈方向性片状长大，一般为过热组织。第9页/共27页（1 1）高温范围的转变（无碳化物贝氏体）高温范围的转变（无碳化物贝氏体）由于温度高，初形成的铁素体的过饱和度很小，且碳在铁素体和奥氏体中的扩散能力均很强。在贝氏体铁素体形成后，铁素体中过饱和的碳可以通过界面很快进入奥氏体而使铁素体的碳含量降低到平衡浓度。通过界面进入奥氏体的碳也能很快地向奥氏体纵深扩散，使奥氏体的碳含量都得到提高而不致集聚在界面附近。如果奥氏体的含碳量并不高，不会因为贝氏体铁素体的形成而析出碳化物，因此得到的是贝氏体铁素体及碳富化了的奥氏体，即无碳化物贝氏体，也包括魏氏铁素体在内。二、
5、贝氏体的转变特点第10页/共27页（2 2）中温范围的转变（上贝氏体）中温范围的转变（上贝氏体）在350550的中间温度范围内转变时，转变初期与高温范围的转变基本一样。但此时的温度已比较低，碳在奥氏体中的扩散已变得困难，通过界面由贝氏体铁素体扩散进入奥氏体中的碳原子已不可能进一步向奥氏体纵深扩散，尤其是板条铁素体束两相邻铁素体条之间的奥氏体中的碳更不可能向外扩散。故界面附近的奥氏体，尤其是两铁素体条之间的奥氏体中的碳将随贝氏体铁素体的长大而显著升高，当超过奥氏体溶解度极限时，将自奥氏体中析出碳化物而形成羽毛状的上贝氏体。第11页/共27页（3 3）低温范围的转变（下贝氏体）低温范围的转变（下贝
6、氏体）在350以下转变与上述转变有较大的差异。由于温度低，初形成的铁素体的碳含量高，故贝氏体铁素的形态已由板条状转变为透镜片状。此时，不仅碳原子已难以在奥氏体中扩散，就是在铁素体中也难以作较长距离的扩散，而贝氏体铁素中的过饱和度又很大。而碳原子又不能通过界面进入奥氏体，只能以碳化物的形式在贝氏体铁素体内部析出。随着碳的析出，贝氏体铁素体的自由能将下降以及比容的缩小所导致的弹性应变能的下降，将使已形成的贝氏体铁素片进一步长大，得到下贝氏体组织。第12页/共27页第13页/共27页第14页/共27页4 4、上贝氏体转变和珠光体分解的联系和区别、上贝氏体转变和珠光体分解的联系和区别联系：都具有扩散性
7、质联系：都具有扩散性质区区别别：共共析析分分解解是是铁铁素素体体与与渗渗碳碳体体两两相相共共析析共共生生的的过过程程。而而贝贝氏氏体体相相变变是是在在晶晶界界上上首首先先析析出出贝贝氏氏体铁素体晶核，并且长大。体铁素体晶核，并且长大。第15页/共27页（5）、下贝氏体转变和马氏体转变的联系和区别联系：下贝氏体组织形貌具有针状或片状特征。下贝氏体中存在较多的残余奥氏体。区别：下贝氏体组成相较复杂。第16页/共27页（6 6）、贝氏体转变具有变温转变和等温转变特征）、贝氏体转变具有变温转变和等温转变特征珠光体转变特点：随着时间的延长，过冷A不断转变为珠光体，直到转变完为止。马氏体相变特点：具有MS
8、点和Mf，随着温度降低，马氏体不断增加，但转变不彻底。贝氏体转变特点：具有Bs和Bf点，随着温度的降低，贝氏体转变量不断增加。但是如果在MS点稍上等温，则随着时间的延长，贝氏体量是不断增加的，与珠光体转变相似。第17页/共27页第18页/共27页内内 容容 珠光体转变珠光体转变贝氏体转变贝氏体转变马氏体转变马氏体转变温度范围温度范围 高温高温中温中温低温低温转变上限温度转变上限温度 A1BSMS领先相领先相渗碳体或铁素体渗碳体或铁素体铁素体铁素体形核部位形核部位奥氏体晶界奥氏体晶界上贝氏体在晶界上贝氏体在晶界下贝氏体大多在晶下贝氏体大多在晶内内转变时点阵切变转变时点阵切变无无？有有碳原子的扩散
9、碳原子的扩散有有有有基本上无基本上无铁及合金元素原子的扩散铁及合金元素原子的扩散有有无无无无等温转变完全性等温转变完全性完全完全视转变温度定视转变温度定不完全不完全转变产物转变产物+Fe3C+Fe3C()珠光体、贝氏体、马氏体转变主要特征珠光体、贝氏体、马氏体转变主要特征第19页/共27页四、贝氏体的力学性能四、贝氏体的力学性能 贝氏体的力学性能决定于其组织形态。但组织和性能又受多种因素影响，所以对贝氏体来说在组织和性能之间还很难建立起定量的关系，仅能定性的说明与两者之间的关系。一般来说，下贝氏体的强度较高，韧性也较好，而上贝氏体的强度低，韧性差。第20页/共27页（一一）贝贝氏氏体体的的强强
10、度度（硬度）（硬度）影响贝氏体强度的因素有：1 1、贝贝氏氏体体铁铁素素体体条条或或片的粗细片的粗细 如果将贝氏体条（片）的大小看作是贝氏体的晶粒，则可用Hall-Petch的关系式估算贝氏体的强度。即贝氏体铁素体的晶粒直径越细小，则其强度越高。第21页/共27页2 2、弥散碳化物质点、弥散碳化物质点 下贝氏体中碳化物颗粒较小，颗粒数量也较多，所以碳化物对下贝氏体强度的贡献也较大；而上贝氏体中碳化物颗粒较粗，且分布在铁素条间，分布极不均匀，所以上贝氏体的强度要比下贝氏体低得多。第22页/共27页3 3、其它因素的强化作用、其它因素的强化作用 对贝氏体的强化，铁素体晶粒的细化强化和碳化物的弥散强
11、化是主要的。其它如碳和合金元素的固溶强化和位错亚结构的强化，也有一定的作用。综上所述，影响贝氏体强度的几种因素都与贝氏体形成温度有关，并且都随形成温度降低，作用增强。所以贝氏体的强度随形成温度降低而增强。第23页/共27页（二）贝氏体的韧性（二）贝氏体的韧性 可以看出下贝氏体的韧性优于上贝氏体。从整体上看随贝氏体的形成温度的降低，强度的逐渐增加，韧性并不降低，反而有所增加，这是贝氏体组织力学性能变化的重要特点，也是人们对贝氏体组织感兴趣的主要原因。第24页/共27页 在相同强度的基础上，比较贝氏体组织与回火马氏体的韧性时情况比较复杂，大致可作如下估计：1）在下贝氏体形成温度范围的中、上区域形成的贝氏体的韧性优于同强度马氏体的韧性。2）在具有回火脆性的钢中，贝氏体的韧性高于回火马氏体的韧性。第25页/共27页3）在高碳钢中，回火马氏体的韧性低于同强度贝氏体的韧性。另外，由于钢的淬透性的不同，某些钢淬火时往往获得马氏体和贝氏体混合组织。对这种混合组织的韧性研究的结果表明：马氏体和贝氏体混合组织的韧性优于单一马氏体和单一贝氏体组织的韧性。这是由于先形成的贝氏体分割原奥氏体晶粒，使得随后形成的马氏体条束变小。这一结论已在生产上得到应用。第26页/共27页感谢您的观看。第27页/共27页