第五章 贝氏体转变.ppt

第五章 贝氏体转变
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第五章 贝氏体转变
早在1929年，Robertson发现钢中不同于珠光体和马氏体的非层状(棒状、片状)显微组织，1930年Davenport和Bain称这类组织为针状屈氏体，章 贝氏体转变
值得指出的是，在含有 Si 或Al的钢中，由于Si和 Al具有延缓渗碳体沉淀的作用，使铁素体条之间的奥氏体为碳所富集而趋于稳定，因此很少沉淀或基本上不沉淀出渗碳体，形成在条状铁素体之间夹有残余奥氏体的上贝氏体组织。
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2、下贝氏体
形成温度范围
一般在350℃-Ms之间的低温区。对于中、高碳钢，下贝氏体大约在 350℃-Ms之间形成，当碳含量很低时，其形成温度可能高于 350℃。
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也是一种两相组织，由α相与碳化物组成。 α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。
碳化物为渗碳体或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。
组织形态
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钢中典型下贝氏体组织示意图
GCr15 钢的下贝氏体组织
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较低温度下形成的下贝氏体
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下贝氏体形成时也会在光滑试样表面产生浮突，但其形状与上贝氏体组织不同：
上贝氏体的表面浮突大致平行，从奥氏体晶界的一侧或两侧向晶粒内部伸展；而下贝氏体的表面浮突往往相交呈“”形，而且还有一些较小的浮突在先形成的较大浮突的两侧形成。
下贝氏体中铁素体的碳含量远远高于平衡碳含量。下贝氏体铁素体的亚结构与板条马氏体和上贝氏体铁素体相似，也是缠结位错，但位错密度往往高于上贝氏体铁素体，而且未发现有孪晶亚结构存在。
下贝氏体中F相与A之间的位向关系为K-S关系，惯****面不确定，可能是{110}A、{254}A及{569}A中的一种。
晶体学特征及亚结构
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1）形成温度范围
一般形成于低碳钢中，在B转变的最高温度范围内形成。
2）组织形态
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板条较宽、间距较大，随转变温度下降，F板条变窄、间距缩小。
富碳的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。
3）晶体学特征及亚结构
惯****面为{111}A，位向关系为K-S关系；F内有一定数量的位错。
3、无碳化物贝氏体
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无碳化物贝氏体
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4、BⅠ、BⅡ、BⅢ
日本的大森在研究低碳低合金高强钢时发现，在某些钢中的贝氏体可以明显地分为三类，分别把这三类B称为第一类、第二类和第三类贝氏体，并用BⅠ、BⅡ、BⅢ分别表示。
BⅠ约在600-500℃之间形成，无碳化物析出；
BⅡ约在500-450℃之间形成，碳化物在F之间析出；
BⅢ约在450℃-Ms之间形成，碳化物分布在F内部。
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在连续冷却时，也可形成这三类贝氏体：
冷却速度较慢时，形成 BⅠ；
冷却速度居中时，形成 BⅡ；
冷却速度较快时，形成 BⅢ。
BⅢ 组织具有较好的综合机械性能，特别是钢中获得 BⅢ 加板条马氏体组织时，强度和韧性都高，是一种有工程应用价值的组织形态。
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三、贝氏体相变机制
一般认为贝氏体相变过程是马氏体相变加碳原子的扩散。但为什么在 Ms点以上会有马氏体型相变发生？这是贝氏体相变机制必须首先要说明的问题。
对于贝氏体相变机制已经进行了大量的研究工作，但至今问题仍未得到完全解