第五章贝氏体转变

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1、第五章第五章 贝氏体转变贝氏体转变 n n 钢中贝氏体是过冷奥氏体在中温区转变的产物，这由钢的冷却转变图(“C曲线”或CCT曲线)得知。其转变温度位于珠光体温度和马氏体转变温度之间，因此称为中温转变。这种转变的动力学特征和产物的组织形态，兼有扩散型转变和非扩散型转变的特征，称为半扩散型相变。n n 一般将具有一定过饱和度的相和Fe3C组成的非层状组织称为贝氏体。5.1 贝氏体的形成特点及其组织形态贝氏体的形成特点及其组织形态 由由由由于于于于转转转转变变变变温温温温度度度度的的的的不不不不同同同同，贝贝贝贝氏氏氏氏体体体体有有有有以以以以下下下下几几几几种种种种形形形形态态态态：上上上上贝贝贝

2、贝氏氏氏氏体体体体、下下下下贝贝贝贝氏氏氏氏体体体体、粒粒粒粒状状状状贝贝贝贝氏氏氏氏体体体体、无无无无碳碳碳碳化化化化物物物物贝贝贝贝氏体、柱状贝氏体。氏体、柱状贝氏体。氏体、柱状贝氏体。氏体、柱状贝氏体。一 上贝氏体（B上 ） 上上上上贝贝贝贝氏氏氏氏体体体体是是是是在在在在贝贝贝贝氏氏氏氏体体体体转转转转变变变变区区区区的的的的较较较较上上上上部部部部的的的的温温温温度度度度范范范范围围围围( ( ( (550550350350) ) ) )内内内内形形形形成成成成的的的的贝贝贝贝氏氏氏氏体体体体。又又又又称称称称为为为为高温贝氏体。高温贝氏体。高温贝氏体。高温贝氏体。 1.1.1.1.

3、上贝氏体的组成上贝氏体的组成上贝氏体的组成上贝氏体的组成 上贝氏体是由铁素体和碳化上贝氏体是由铁素体和碳化上贝氏体是由铁素体和碳化上贝氏体是由铁素体和碳化物（主要为渗碳体）组成的二物（主要为渗碳体）组成的二物（主要为渗碳体）组成的二物（主要为渗碳体）组成的二相非层片状混合物。相非层片状混合物。相非层片状混合物。相非层片状混合物。 2.2.2.2.上贝氏体形成温度上贝氏体形成温度上贝氏体形成温度上贝氏体形成温度 上贝氏体在贝氏体转变的较上贝氏体在贝氏体转变的较上贝氏体在贝氏体转变的较上贝氏体在贝氏体转变的较高温度区域内形成，对于中、高温度区域内形成，对于中、高温度区域内形成，对于中、高温度区域内

4、形成，对于中、高碳钢，此温度约在高碳钢，此温度约在高碳钢，此温度约在高碳钢，此温度约在550550550550350350350350温度区间，奥氏体转变为温度区间，奥氏体转变为温度区间，奥氏体转变为温度区间，奥氏体转变为上贝氏体。上贝氏体。上贝氏体。上贝氏体。 B上上:550350; 4045HRC;B上上 =过饱和碳过饱和碳 -Fe条状条状 + Fe3C细条状细条状过饱和碳过饱和碳-Fe条状条状 Fe3C细条状细条状羽毛状羽毛状 3.3.3.3.上贝氏体形态特征上贝氏体形态特征上贝氏体形态特征上贝氏体形态特征 （1 1 1 1）上贝氏体光学显微镜下的特征为上贝氏体光学显微镜下的特征为上贝氏

5、体光学显微镜下的特征为上贝氏体光学显微镜下的特征为羽毛状羽毛状羽毛状羽毛状 上上上上贝贝贝贝氏氏氏氏体体体体中中中中的的的的铁铁铁铁素素素素体体体体多多多多数数数数呈呈呈呈条条条条状状状状，自自自自奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体晶晶晶晶界界界界的的的的一一一一侧侧侧侧或或或或两两两两侧侧侧侧向向向向奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体晶晶晶晶内内内内伸伸伸伸展展展展，渗渗渗渗碳碳碳碳体体体体分分分分布布布布于铁素体条之间。于铁素体条之间。于铁素体条之间。于铁素体条之间。从整体上看呈羽毛状。从整体上看呈羽毛状。从整体上看呈羽毛状。从整体上看呈羽毛状。（2 2 2 2）电电电电子子子子显显显显微微微微镜镜镜镜下的特

6、征下的特征下的特征下的特征 为一束平行的为一束平行的为一束平行的为一束平行的自奥自奥自奥自奥氏体氏体氏体氏体晶界长入晶界长入晶界长入晶界长入晶内的铁素体条。晶内的铁素体条。晶内的铁素体条。晶内的铁素体条。束内铁素体有小位束内铁素体有小位束内铁素体有小位束内铁素体有小位向差，束间有大角向差，束间有大角向差，束间有大角向差，束间有大角度差，铁素体条与度差，铁素体条与度差，铁素体条与度差，铁素体条与马氏体板条相近。马氏体板条相近。马氏体板条相近。马氏体板条相近。碳化物分布在铁素碳化物分布在铁素碳化物分布在铁素碳化物分布在铁素体条间，随奥氏体体条间，随奥氏体体条间，随奥氏体体条间，随奥氏体中含碳量增高

7、，其中含碳量增高，其中含碳量增高，其中含碳量增高，其形态由粒状向链状形态由粒状向链状形态由粒状向链状形态由粒状向链状甚至杆状发展甚至杆状发展甚至杆状发展甚至杆状发展 。 （3 3）上贝氏体中的铁素体）上贝氏体中的铁素体 铁铁素素体体呈呈大大致致平平行行的的成成束束的的板板条条状状，条条与与条条间间的的位位向向差差大大约约为为6 61818。板板条条的的宽宽度度随随温温度度下下降降而而变变细细，铁铁素素体体中中含含碳碳量量处于过饱和状态但接近于平衡态浓度。处于过饱和状态但接近于平衡态浓度。（4 4）上贝氏体中的碳化物）上贝氏体中的碳化物 碳碳化化物物为为渗渗碳碳体体，呈呈断断续续的的、短短杆杆状

8、状分分布布于于铁铁素素体体板板条条之之间间，其其主主轴轴方方向向与与铁铁素素体体板板条条方方向向平平行行，呈呈非非层层片片状状。随随温温度度下下降，渗碳体更细。降，渗碳体更细。 （5 5）上贝氏体中的亚结构）上贝氏体中的亚结构 铁铁素素体体内内亚亚结结构构为为位位错错（位位错错缠缠结结），密度约为密度约为10108 810109 9cmcm-2-2。 （6 6）上贝氏体的形态还与形成温度有关上贝氏体的形态还与形成温度有关 随随温温度度的的下下降降，铁铁素素体体板板条条变变细细，渗渗碳碳体更细，组织外形由羽毛状变的不规则。体更细，组织外形由羽毛状变的不规则。 （7 7）惯习面和位向关系）惯习面和

9、位向关系 铁素体的惯习面为铁素体的惯习面为111111A A，与奥氏体之间与奥氏体之间的位向接近的位向接近K-SK-S关系，关系， 碳化物惯习面为碳化物惯习面为227227 A A，与奥氏体有确定位向关系。与奥氏体有确定位向关系。 二 下贝氏体（B下） 下下贝贝氏氏体体是是在在贝贝氏氏体体转转变变区区的的下下部部的的温温度度范范围围( (350230) )内内形形成成的的贝贝氏氏体体。又又称称为低温贝氏体。为低温贝氏体。 1.1.下贝氏体的组成下贝氏体的组成 由由铁铁素素体体和和碳碳化化物物（为为- - FexCFexC）组组成成的二相非层片状混合物。的二相非层片状混合物。 2.2.下贝氏体形

10、成温度下贝氏体形成温度 在贝氏体转变的低温转变区形成，大致在贝氏体转变的低温转变区形成，大致在在350350（共析钢在（共析钢在350350MsMs温度区间），温度区间），奥氏体转变为下贝氏体。奥氏体转变为下贝氏体。 B下下:350230; 5060HRC;B下下 =过饱和碳过饱和碳 -Fe针叶状针叶状 + FexC细片状细片状过饱和碳过饱和碳 -Fe针叶状针叶状FexC细片状细片状针叶状针叶状 3.3.3.3.下贝氏体形态特征下贝氏体形态特征下贝氏体形态特征下贝氏体形态特征 （1 1 1 1）下贝氏体光学显微镜下的特征）下贝氏体光学显微镜下的特征）下贝氏体光学显微镜下的特征）下贝氏体光学显微

11、镜下的特征 在在在在低低低低碳碳碳碳钢钢钢钢（低低低低碳碳碳碳低低低低合合合合金金金金钢钢钢钢）中中中中，下下下下贝贝贝贝氏氏氏氏体体体体呈呈呈呈板板板板条条条条状状状状，与与与与板板板板条条条条马马马马氏氏氏氏体体体体相相相相似似似似。在在在在高高高高碳碳碳碳钢钢钢钢中中中中，大大大大量量量量的的的的在在在在奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体晶晶晶晶粒粒粒粒内内内内部部部部沿沿沿沿某某某某些些些些晶晶晶晶面面面面单单单单独独独独的的的的或或或或成成成成堆堆堆堆的的的的长长长长成成成成竹竹竹竹叶叶叶叶状状状状（黑黑黑黑色色色色片片片片状状状状或或或或针针针针状），立体形态呈双凸透镜状（与孪晶马氏体相似）

12、。状），立体形态呈双凸透镜状（与孪晶马氏体相似）。状），立体形态呈双凸透镜状（与孪晶马氏体相似）。状），立体形态呈双凸透镜状（与孪晶马氏体相似）。 （2 2 2 2）下贝氏）下贝氏）下贝氏）下贝氏体电子显微镜体电子显微镜体电子显微镜体电子显微镜下的特征下的特征下的特征下的特征 下贝氏体中下贝氏体中下贝氏体中下贝氏体中铁素体针一边铁素体针一边铁素体针一边铁素体针一边较为平直，碳较为平直，碳较为平直，碳较为平直，碳化物呈细片状化物呈细片状化物呈细片状化物呈细片状或颗粒状分布或颗粒状分布或颗粒状分布或颗粒状分布在铁素体针内，在铁素体针内，在铁素体针内，在铁素体针内，排列呈行，并排列呈行，并排列呈行，

13、并排列呈行，并与铁素体针长与铁素体针长与铁素体针长与铁素体针长轴方向呈轴方向呈轴方向呈轴方向呈5555555560606060夹角。夹角。夹角。夹角。 （3 3 3 3）下贝氏体中的铁素体）下贝氏体中的铁素体）下贝氏体中的铁素体）下贝氏体中的铁素体 铁铁铁铁素素素素体体体体的的的的形形形形态态态态与与与与奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体碳碳碳碳含含含含量量量量有有有有关关关关：碳碳碳碳量量量量低低低低时时时时呈呈呈呈板板板板条条条条状状状状。碳碳碳碳量量量量高高高高时时时时，呈呈呈呈片片片片状状状状。铁铁铁铁素素素素体体体体呈呈呈呈竹竹竹竹叶叶叶叶状状状状（黑黑黑黑色色色色片片片片状状状状或或或或针针

14、针针状状状状），铁铁铁铁素素素素体体体体中中中中含含含含碳碳碳碳量量量量处处处处于于于于过过过过饱饱饱饱和和和和状态且过饱和度随温度下降而升高。状态且过饱和度随温度下降而升高。状态且过饱和度随温度下降而升高。状态且过饱和度随温度下降而升高。 （4 4 4 4）下贝氏体中的碳化物）下贝氏体中的碳化物）下贝氏体中的碳化物）下贝氏体中的碳化物 铁铁铁铁素素素素体体体体片片片片内内内内存存存存在在在在细细细细小小小小碳碳碳碳化化化化物物物物，碳碳碳碳化化化化物物物物为为为为- - - - FexCFexCFexCFexC，上上上上部部部部为为为为渗渗渗渗碳碳碳碳体体体体- - - - FexCFexC

15、FexCFexC，呈呈呈呈细细细细片片片片状状状状或或或或颗颗颗颗粒粒粒粒状状状状分分分分布布布布于于于于铁铁铁铁素素素素体体体体片片片片内内内内。其其其其方方方方向向向向( ( ( (短短短短杆杆杆杆状状状状) ) ) )与与与与铁铁铁铁素素素素体体体体的的的的长轴成长轴成长轴成长轴成55-6055-6055-6055-60度。随温度下降，度。随温度下降，度。随温度下降，度。随温度下降，- - - - FexCFexCFexCFexC更细。更细。更细。更细。 （5 5 5 5）下贝氏体中的亚结构）下贝氏体中的亚结构）下贝氏体中的亚结构）下贝氏体中的亚结构 位错（位错缠结），密度约为比上贝氏体

16、高，位错（位错缠结），密度约为比上贝氏体高，位错（位错缠结），密度约为比上贝氏体高，位错（位错缠结），密度约为比上贝氏体高，没有孪晶。没有孪晶。没有孪晶。没有孪晶。 三 无碳化物贝氏体 1.1.1.1.形成温度形成温度形成温度形成温度 无碳化物贝氏体无碳化物贝氏体无碳化物贝氏体无碳化物贝氏体是低碳钢在是低碳钢在是低碳钢在是低碳钢在贝氏体贝氏体贝氏体贝氏体转变区的最上部，转变区的最上部，转变区的最上部，转变区的最上部，在靠近在靠近在靠近在靠近B B B BS S S S的温度处的温度处的温度处的温度处形成的贝氏体。形成的贝氏体。形成的贝氏体。形成的贝氏体。 右图为右图为右图为右图为30CrMnS

17、iA 30CrMnSiA 30CrMnSiA 30CrMnSiA 钢，钢，钢，钢，450450450450等温等温等温等温20S,20S,20S,20S,无无无无碳化物贝氏体组织碳化物贝氏体组织碳化物贝氏体组织碳化物贝氏体组织,100,100,100,100 2.2.2.2.组织形态组织形态组织形态组织形态 无无无无碳碳碳碳化化化化物物物物贝贝贝贝氏氏氏氏体体体体是是是是一一一一种种种种由由由由板板板板条条条条状状状状铁铁铁铁素素素素体体体体构构构构成成成成的的的的单相组织，是由铁素体和富碳的奥单相组织，是由铁素体和富碳的奥单相组织，是由铁素体和富碳的奥单相组织，是由铁素体和富碳的奥氏体氏体氏

18、体氏体组成。组成。组成。组成。 板板板板条条条条状状状状铁铁铁铁素素素素体体体体是是是是在在在在奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体晶晶晶晶界界界界上上上上形形形形成成成成了了了了铁铁铁铁素素素素体体体体核核核核后后后后，自自自自奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体晶晶晶晶界界界界向向向向晶晶晶晶内内内内一一一一侧侧侧侧成成成成束束束束向向向向晶晶晶晶内内内内平平平平行行行行生生生生长长长长，形形形形成成成成的的的的平平平平行行行行的的的的板板板板条条条条束束束束，板板板板条条条条状状状状铁铁铁铁素素素素体体体体之之之之间间间间没没没没有有有有碳碳碳碳化化化化物物物物析析析析出出出出，板板板板条条条条间间间间为为为为

19、富富富富碳碳碳碳的的的的奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体，板板板板条条条条宽宽宽宽度度度度随随随随转转转转变变变变温温温温度度度度下下下下降降降降而而而而变变变变窄窄窄窄。继继继继续续续续冷冷冷冷却却却却，奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体可可可可能能能能转转转转变变变变为为为为马马马马氏氏氏氏体体体体、珠珠珠珠光光光光体体体体，贝贝贝贝氏氏氏氏体体体体( ( ( (其其其其他他他他类类类类型型型型) ) ) )或或或或保保保保留留留留至至至至室室室室温。铁素体条形成时在抛光表面会形成表面浮凸。温。铁素体条形成时在抛光表面会形成表面浮凸。温。铁素体条形成时在抛光表面会形成表面浮凸。温。铁素体条形成时在抛光表面会

20、形成表面浮凸。 无碳化物贝氏体与奥氏体的位向关系为无碳化物贝氏体与奥氏体的位向关系为无碳化物贝氏体与奥氏体的位向关系为无碳化物贝氏体与奥氏体的位向关系为K-SK-SK-SK-S关关关关系，惯习面为系，惯习面为系，惯习面为系，惯习面为111111111111A A A A。亚结构为位错。亚结构为位错。亚结构为位错。亚结构为位错。 四 粒状贝氏体 1.1.1.1.形成温度形成温度形成温度形成温度 低低低低、中中中中碳碳碳碳及及及及其其其其合合合合金金金金钢钢钢钢在在在在上上上上贝贝贝贝氏氏氏氏体体体体转转转转变变变变区区区区的的的的上上上上部部部部，B B B BS S S S以以以以下下下下。在

21、在在在一一一一定定定定的的的的冷冷冷冷速速速速范范范范围围围围内内内内（如如如如热热热热扎扎扎扎后后后后空空空空冷冷冷冷或或或或正正正正火火火火）连连连连续续续续冷冷冷冷却却却却得得得得到到到到的的的的，组组组组织织织织为为为为铁铁铁铁素素素素体体体体和和和和奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体的二相混合物。的二相混合物。的二相混合物。的二相混合物。2.2.组织特征组织特征 大块状或针状；其形态为铁素体基体内沿大块状或针状；其形态为铁素体基体内沿一定方向分布一些小岛，小岛为富碳的奥一定方向分布一些小岛，小岛为富碳的奥氏体，呈颗粒状或长条状。富碳的奥氏体氏体，呈颗粒状或长条状。富碳的奥氏体小岛在随后的冷却过

22、程中有三种可能：部小岛在随后的冷却过程中有三种可能：部分或全部分解为铁素体和碳化物；部分转分或全部分解为铁素体和碳化物；部分转变为马氏体，形成奥氏体和马氏体双相组变为马氏体，形成奥氏体和马氏体双相组织；全部保留为残余奥氏体。织；全部保留为残余奥氏体。反常贝氏体组织n n产生于过共析钢中，形成温度在产生于过共析钢中，形成温度在产生于过共析钢中，形成温度在产生于过共析钢中，形成温度在350350稍上。领先相为稍上。领先相为稍上。领先相为稍上。领先相为Fe3CFe3C。n n左下图为左下图为左下图为左下图为1 1. .34%C34%C钢在钢在550550等温等温等温等温1S1S的组织的组织的组织的组

23、织柱状贝氏体n n产生于高碳及其合金产生于高碳及其合金产生于高碳及其合金产生于高碳及其合金钢中，在贝氏体转变钢中，在贝氏体转变钢中，在贝氏体转变钢中，在贝氏体转变的较低温度转变区形的较低温度转变区形的较低温度转变区形的较低温度转变区形成。柱状贝氏体中的成。柱状贝氏体中的成。柱状贝氏体中的成。柱状贝氏体中的铁素体呈放射状，碳铁素体呈放射状，碳铁素体呈放射状，碳铁素体呈放射状，碳化物沿一定方向分布化物沿一定方向分布化物沿一定方向分布化物沿一定方向分布排列，与下贝氏体相排列，与下贝氏体相排列，与下贝氏体相排列，与下贝氏体相似。柱状贝氏体不产似。柱状贝氏体不产似。柱状贝氏体不产似。柱状贝氏体不产生表面

24、浮凸。生表面浮凸。生表面浮凸。生表面浮凸。B、B、B 日日本本的的大大森森在在研研究究低低碳碳低低合合金金高高强强钢钢时时发发现现，在在某某些些钢钢中中的的贝贝氏氏体体可可以以明明显显地地分分为为三三类类，分分别别把把这这三三类类B B称称为为第第一一类类、第第二二类类和和第第三三类类贝氏体，并用贝氏体，并用B、B、B分别表示。分别表示。B约在约在600500之间形成，无碳化物析出；之间形成，无碳化物析出；B约约在在500450之之间间形形成成，碳碳化化物物在在F之之间间析出；析出；B约约在在450Ms之之间间形形成成，碳碳化化物物分分布布在在F内部。内部。低碳低合金钢中贝氏体基本形态示意图5

25、.2 贝氏体转变理论一一 转变热力学转变热力学钢中过冷奥氏体转变为贝氏体，必须满足：G=GB-G0贝氏体转变属于半扩散型相变，除新相表面能S外，还有母相与新相比容不同产生的应变能和维持两相共格关系的弹性应变能V，则贝氏体形成时系统自由能也可以表示为：G=Vgv+S+V0GTT0B0Ms图13-1GpGBGGBsA1Ar1n n 与马氏体相变比较，贝氏体转变时碳的扩散降与马氏体相变比较，贝氏体转变时碳的扩散降低了低了 相的过饱和含碳量，弹性应变能相的过饱和含碳量，弹性应变能VV减小；碳减小；碳的脱溶使贝氏体与奥氏体的比容差降低，相变时由的脱溶使贝氏体与奥氏体的比容差降低，相变时由于体积变化引起的

26、应变能减小，使于体积变化引起的应变能减小，使 相的自由能降相的自由能降低，新相与母相自由能差低，新相与母相自由能差GG增加，相变驱动力增增加，相变驱动力增大，因此贝氏体转变开始温度大，因此贝氏体转变开始温度BsBs在在MsMs之上。之上。n n 另外，与珠光体转变相比，贝氏体形成时另外，与珠光体转变相比，贝氏体形成时 相的相的过饱和程度比珠光体过饱和程度比珠光体 相的过饱和程度大，新相与相的过饱和程度大，新相与母相的弹性应变能母相的弹性应变能VV比珠光体转变时的弹性应变能比珠光体转变时的弹性应变能VV大，贝氏体转变开始温度大，贝氏体转变开始温度BsBs在在PsPs之下。因此，贝之下。因此，贝氏

27、体转变的开始温度介于氏体转变的开始温度介于MsMs和和PsPs之间。之间。二二 B转变特征转变特征 贝氏体转变兼有珠光体和马氏体转变的特征，贝氏体转变兼有珠光体和马氏体转变的特征，又有其独特之处，如下：又有其独特之处，如下： n n贝氏体转变温度范围（贝氏体转变温度范围（B Bs sB Bf f） n n贝氏体转变产物贝氏体转变产物n n贝氏体转变通过形核和长大进行的贝氏体转变通过形核和长大进行的n n贝氏体转变的不完全性贝氏体转变的不完全性n n贝氏体转变的扩散性贝氏体转变的扩散性n n贝氏体转变的晶体学特征贝氏体转变的晶体学特征n n贝氏体中铁素体也为碳过饱和固溶体贝氏体中铁素体也为碳过饱

28、和固溶体1贝氏体转变温度范围（ BS Bf ） 贝氏体转变贝氏体转变贝氏体转变贝氏体转变温度在温度在温度在温度在A A A A1 1 1 1以下以下以下以下，M M M MS S S S以上，有一转变以上，有一转变以上，有一转变以上，有一转变的上限温度的上限温度的上限温度的上限温度B B B BS S S S和和和和下限温度下限温度下限温度下限温度B B B Bf f f f ，过过过过冷奥氏体必须冷冷奥氏体必须冷冷奥氏体必须冷冷奥氏体必须冷到到到到B B B BS S S S以下才能发以下才能发以下才能发以下才能发生贝氏体转变。生贝氏体转变。生贝氏体转变。生贝氏体转变。碳钢的碳钢的碳钢的碳钢

29、的B B B BS S S S约为约为约为约为550550550550左右。左右。左右。左右。 2、贝氏体转变产物、贝氏体转变产物 一般地，贝氏体转变产物为铁素体相与碳化物的二相混合物，为非层片状组织。铁素体相形态类似于马氏体而不同于珠光体中的铁素体。贝氏体形态及贝氏体中碳化物的形态与分布是随温度而变化的。随温度的下降，奥氏体分别转变为无碳化物贝氏体、上贝氏体、下贝氏体。上贝氏体中碳化物为渗碳体，分布于铁素体板条间。下贝氏体中碳化物为- FexC，分布于铁素体片内。 3 3、贝氏体转变通过形核和长大方式进行、贝氏体转变通过形核和长大方式进行 贝氏体转变是一个形核和长大过程，等温转变动力学曲线是

30、S形，等温转变动力学图是C形。等温转变动力学图是由上贝氏体的等温转变动力学图和下贝氏体的等温转变动力学图合并而成。 贝氏体转变是奥氏体分解、有孕育期和领先相。领先相为铁素体，贝氏体长大和碳化物析出受碳扩散控制。上贝氏体长大速度取决于碳在奥氏体中的扩散，下贝氏体长大速度取决于碳在铁素体中的扩散。贝氏体转变比马氏体转变慢。说明中温转变是两种不同机制的转变。 4、贝氏体转变的不完全性、贝氏体转变的不完全性 与珠光体转变不同，贝氏体转变一般不能进行彻底，在贝氏体转变开始后，经过一段时间形成一定数量的贝氏体后，贝氏体转变会停下来。转变温度愈接近Bs点，能够形成的贝氏体愈少。 5、贝氏体转变的扩散性、贝氏

31、体转变的扩散性 贝氏体转变形成高碳相和低碳相，故有碳原子扩散，但合金元素和铁原子不扩散。 6 6、贝氏体转变的晶体学特征、贝氏体转变的晶体学特征 贝氏体形成时，具有切变共格性和表面浮凸贝氏体形成时，具有切变共格性和表面浮凸贝氏体形成时，具有切变共格性和表面浮凸贝氏体形成时，具有切变共格性和表面浮凸现象，新相贝氏体与母相奥氏体间存在晶体学现象，新相贝氏体与母相奥氏体间存在晶体学现象，新相贝氏体与母相奥氏体间存在晶体学现象，新相贝氏体与母相奥氏体间存在晶体学关系，位向关系和惯习面接近于马氏体。贝氏关系，位向关系和惯习面接近于马氏体。贝氏关系，位向关系和惯习面接近于马氏体。贝氏关系，位向关系和惯习面

32、接近于马氏体。贝氏体中铁素体的形成是按马氏体转变机制进行的，体中铁素体的形成是按马氏体转变机制进行的，体中铁素体的形成是按马氏体转变机制进行的，体中铁素体的形成是按马氏体转变机制进行的，切变形成浮凸。切变形成浮凸。切变形成浮凸。切变形成浮凸。 7、贝氏体中铁素体也为碳过饱和固溶体、贝氏体中铁素体也为碳过饱和固溶体 贝贝贝贝氏氏氏氏体体体体中中中中铁铁铁铁素素素素体体体体的的的的碳碳碳碳含含含含量量量量一一一一般般般般均均均均为为为为过过过过饱饱饱饱和和和和，且且且且过过过过饱饱饱饱和和和和程程程程度度度度随随随随贝贝贝贝氏氏氏氏体体体体形形形形成成成成温温温温度度度度的的的的降降降降低低低低而

33、而而而增增增增大大大大，但低于马氏体的过饱和度。但低于马氏体的过饱和度。但低于马氏体的过饱和度。但低于马氏体的过饱和度。 总总总总之之之之，贝贝贝贝氏氏氏氏体体体体转转转转变变变变的的的的某某某某些些些些特特特特征征征征与与与与珠珠珠珠光光光光体体体体相相相相似，某些方面又与马氏体相似。似，某些方面又与马氏体相似。似，某些方面又与马氏体相似。似，某些方面又与马氏体相似。三三 B转变动力学转变动力学n n1. B1. B等温转变动力学图等温转变动力学图n n 与与P P转变相同，贝氏体等温转变动力学转变相同，贝氏体等温转变动力学曲线也呈曲线也呈S S形，但与珠光体转变不同，贝氏形，但与珠光体转变

34、不同，贝氏体等温转变不能继续到底。等温温度愈高，体等温转变不能继续到底。等温温度愈高，愈接近愈接近BsBs点，等温转变量愈少。根据点，等温转变量愈少。根据B B转变转变动力学曲线，可作出等温转变动力学图。动力学曲线，可作出等温转变动力学图。贝氏体转变等温转变动力学图贝氏体转变等温转变动力学图也呈也呈C C形。转形。转变在变在B BS S温度以下才能实行，转变速度先增后温度以下才能实行，转变速度先增后减。减。B B等温转变动力学特点与等温转变动力学特点与P P转变相似。转变相似。 共析碳钢等温转变动力学图共析碳钢等温转变动力学图共析碳钢等温转变动力学图共析碳钢等温转变动力学图- - - -贝氏体

35、贝氏体贝氏体贝氏体转变与珠光体转变合并成一条转变与珠光体转变合并成一条转变与珠光体转变合并成一条转变与珠光体转变合并成一条C C C C曲线曲线曲线曲线 合金钢等温转变动力学图合金钢等温转变动力学图合金钢等温转变动力学图合金钢等温转变动力学图-贝贝贝贝氏体转变与珠光体转变已分离氏体转变与珠光体转变已分离氏体转变与珠光体转变已分离氏体转变与珠光体转变已分离 n2. B转变动力学特点转变动力学特点n n（1）形核长大过程，有孕育期；n n（2）转变速度比M慢的多；n n 贝氏体转变是奥氏体分解、有孕育期和领先贝氏体转变是奥氏体分解、有孕育期和领先贝氏体转变是奥氏体分解、有孕育期和领先贝氏体转变是奥

36、氏体分解、有孕育期和领先相（铁素体），贝氏体长大和碳化物析出受碳扩相（铁素体），贝氏体长大和碳化物析出受碳扩相（铁素体），贝氏体长大和碳化物析出受碳扩相（铁素体），贝氏体长大和碳化物析出受碳扩散控制（碳在铁素体内的脱溶）。上贝氏体长大散控制（碳在铁素体内的脱溶）。上贝氏体长大散控制（碳在铁素体内的脱溶）。上贝氏体长大散控制（碳在铁素体内的脱溶）。上贝氏体长大速度取决于碳在奥氏体中的扩散，下贝氏体长大速度取决于碳在奥氏体中的扩散，下贝氏体长大速度取决于碳在奥氏体中的扩散，下贝氏体长大速度取决于碳在奥氏体中的扩散，下贝氏体长大速度取决于碳在铁素体中的扩散。速度取决于碳在铁素体中的扩散。速度取决于碳

37、在铁素体中的扩散。速度取决于碳在铁素体中的扩散。n n（3 3）贝氏体转变的不完全性贝氏体转变的不完全性n n（4 4）可部分与）可部分与P P、M M转变重合。转变重合。四四 贝氏体形成机理贝氏体形成机理n n特点：n n1. 共格切变方式，有表面浮凸现象；n n2. 转变之前A发生C的预扩散，形成贫碳区、富碳区；n n3. 新相和母相A有一定的位向关系，在一定惯习面上形成；n n4. F形成时有碳化物析出。贝氏体转变过程 （1 1）. .贝氏体转变的两个基本过程贝氏体转变的两个基本过程 贝氏体转变是一个形核和长大过程。贝氏贝氏体转变是一个形核和长大过程。贝氏体转变产物为铁素体相与碳化物的二

38、相混合物，体转变产物为铁素体相与碳化物的二相混合物，贝氏体转变包括铁素体的形成和碳化物析出两贝氏体转变包括铁素体的形成和碳化物析出两个基本过程。领先相为铁素体。这两个基本过个基本过程。领先相为铁素体。这两个基本过程决定了贝氏体的两个基本组成相的形状、尺程决定了贝氏体的两个基本组成相的形状、尺寸、分布。寸、分布。 （2).2).铁素体的形成及其含碳量铁素体的形成及其含碳量 贝氏体中铁素体是按马氏体转变机制贝氏体中铁素体是按马氏体转变机制进行的，铁素体中含有过饱和的碳。奥氏进行的，铁素体中含有过饱和的碳。奥氏体冷至体冷至B BS S点以下点以下奥氏体中碳扩散奥氏体中碳扩散贫贫碳区和富碳区；贫碳区碳

39、区和富碳区；贫碳区通过切变形成通过切变形成低碳马氏体低碳马氏体保温时分解析出碳化物保温时分解析出碳化物贝氏体铁素体。贝氏体铁素体。 贝贝氏氏体体铁铁素素体体的的含含碳碳量量处处于于过过饱饱和和状状态，且过饱和度随温度下降而升高。态，且过饱和度随温度下降而升高。 ( (3).3).碳化物析出碳化物析出 通通过过碳碳扩扩散散来来完完成成的的。随随温温度度的的下下降降, ,碳碳化化物物析析出出的的类类型型、位位置置、方方式式不不同同。上上贝贝氏氏体体中中碳碳化化物物类类型型为为渗渗碳碳体体，分分布布于于铁铁素素体体板板条条间间。下下贝贝氏氏体体中中碳碳化化物物类类型型为为- - FexCFexC、上

40、上部部为为FeFe3 3C C - - FexCFexC，分分布布于于铁铁素体片内。素体片内。 综上所述，贝氏体转变过程中碳发生了综上所述，贝氏体转变过程中碳发生了再分配。贝氏体转变温度比马氏体转变高，再分配。贝氏体转变温度比马氏体转变高，碳原子扩散，铁原子不扩散，温度不同，碳原子扩散，铁原子不扩散，温度不同，碳的扩散能力不同，碳的脱溶方式不同，碳的扩散能力不同，碳的脱溶方式不同，使得各种贝氏体的形成机制不同。使得各种贝氏体的形成机制不同。 1 1、稍高温度时进行上贝氏体转变、稍高温度时进行上贝氏体转变 ( (中温中温范围转变，在范围转变，在350350 550550之间之间) ) 组织组织组

41、织组织：铁素体和渗碳体。：铁素体和渗碳体。：铁素体和渗碳体。：铁素体和渗碳体。 原因原因原因原因：稍低温度时贝氏体的形成化学驱动力增大，：稍低温度时贝氏体的形成化学驱动力增大，：稍低温度时贝氏体的形成化学驱动力增大，：稍低温度时贝氏体的形成化学驱动力增大，碳的扩散能力下降，碳仍能通过奥氏体与铁素体界面由碳的扩散能力下降，碳仍能通过奥氏体与铁素体界面由碳的扩散能力下降，碳仍能通过奥氏体与铁素体界面由碳的扩散能力下降，碳仍能通过奥氏体与铁素体界面由铁素体向奥氏体扩散，扩散不充分，在铁素体板条间沉铁素体向奥氏体扩散，扩散不充分，在铁素体板条间沉铁素体向奥氏体扩散，扩散不充分，在铁素体板条间沉铁素体向

42、奥氏体扩散，扩散不充分，在铁素体板条间沉淀出渗碳体，得到羽毛状上贝氏体。淀出渗碳体，得到羽毛状上贝氏体。淀出渗碳体，得到羽毛状上贝氏体。淀出渗碳体，得到羽毛状上贝氏体。形成上贝氏体过程形成上贝氏体过程如下：如下： (1) (1) 在奥氏体中贫碳区形成铁素体核；在奥氏体中贫碳区形成铁素体核； (2) (2) 碳碳越越过过铁铁素素体体与与奥奥氏氏体体界界面面向向奥奥氏氏体扩散；体扩散； (3) (3) 由由于于温温度度降降低低，碳碳不不能能进进行行远远程程扩扩散散，而而在在奥奥氏氏体体界界面面附附近近堆堆积积， 形形成成渗渗碳碳体；体； (4) (4) 同同时时铁铁素素体体长长大大，形形成成羽羽毛

43、毛状状上上贝贝氏体。氏体。 可见可见, , 上贝氏体的转变速度受碳在奥上贝氏体的转变速度受碳在奥氏氏体体中扩散控制中扩散控制。 3 3、较低温度时进行下贝氏体转变、较低温度时进行下贝氏体转变 ( (低温范围低温范围转变，低于转变，低于350)350) 组织组织组织组织为铁素体为铁素体为铁素体为铁素体+ + + +碳化物。碳化物。碳化物。碳化物。 原因原因原因原因：较低温度时贝氏体的形成化学驱动力更大，：较低温度时贝氏体的形成化学驱动力更大，：较低温度时贝氏体的形成化学驱动力更大，：较低温度时贝氏体的形成化学驱动力更大，碳的扩散更困难，碳不能通过奥氏体与铁素体界面由碳的扩散更困难，碳不能通过奥氏

44、体与铁素体界面由碳的扩散更困难，碳不能通过奥氏体与铁素体界面由碳的扩散更困难，碳不能通过奥氏体与铁素体界面由奥氏体向铁素体扩散，只能在铁素体片内的某些特定奥氏体向铁素体扩散，只能在铁素体片内的某些特定奥氏体向铁素体扩散，只能在铁素体片内的某些特定奥氏体向铁素体扩散，只能在铁素体片内的某些特定的晶面上偏聚，进而沉淀出的晶面上偏聚，进而沉淀出的晶面上偏聚，进而沉淀出的晶面上偏聚，进而沉淀出- - - - FexCFexCFexCFexC，得到针叶状下得到针叶状下得到针叶状下得到针叶状下贝氏体贝氏体贝氏体贝氏体。 形成下贝氏体过程形成下贝氏体过程如下：如下： (1) (1) 在在贫贫碳碳区区形形成成

45、铁铁素素体体核核，具具有有过过饱饱和的碳；和的碳； (2) (2) 由由于于温温度度低低，碳碳原原子子不不能能越越过过铁铁素素体与奥氏体界面扩散至奥氏体中；体与奥氏体界面扩散至奥氏体中； (3) (3) 碳原子在铁素体内扩散；碳原子在铁素体内扩散； (4) (4) 在在铁铁素素体体内内一一定定晶晶面面上上析析出出碳碳化化物物，以降低能量以降低能量, ,同时同时F F长大。长大。 可见可见, ,下贝氏体转变速度受碳在铁素体下贝氏体转变速度受碳在铁素体中的扩散所控制。中的扩散所控制。 5.3 影响贝氏体转变的动力学的主要因素 影响影响贝氏体贝氏体等温转变动力学的因素等温转变动力学的因素n n 奥氏

46、体的成分：碳含量、合金元素奥氏体的成分：碳含量、合金元素n n 奥氏体状态：奥氏体晶粒大小的影响、奥氏体状态：奥氏体晶粒大小的影响、 加热温度和保温时间加热温度和保温时间 原始组织原始组织n n 应力应力n n 塑性变形塑性变形 n n 过冷过冷奥氏体奥氏体在不同温度下停留在不同温度下停留 （一）奥氏体的成分（一）奥氏体的成分 1. 1. 碳含量的影响碳含量的影响 贝贝氏氏体体长长大大速速度度是是受受碳碳扩扩散散控控制制（碳碳在在铁铁素素体体内内的的脱脱溶溶）。这这是是由由于于贝贝氏氏体体转转变变时时领领先先相相为为铁铁素素体体，随随奥奥氏氏体体中中碳碳含含量量的的增增加加，获获得得铁铁素素体

47、体晶晶核核几几率率下下降降。铁铁素素体体长长大大时时，转转变变时时需需扩扩散散的的原原子子量量增增加加，贝贝氏氏体体转转变变之之前前铁铁素素体体转转变变速速度度下下降降，贝贝氏氏体体转转变变也也减减慢慢，C C曲线右移。曲线右移。 2. 2. 2. 2. 合金元素的影响合金元素的影响合金元素的影响合金元素的影响 凡凡凡凡是是是是降降降降低低低低C C C C扩扩扩扩散散散散速速速速度度度度、阻阻阻阻碍碍碍碍F F F F共共共共格格格格长长长长大大大大、阻阻阻阻碍碍碍碍碳碳碳碳化化化化物物物物形形形形成成成成的的的的元元元元素素素素，都都都都使使使使B B B B转转转转变变变变速速速速度度度

48、度下下下下降降降降。因因因因此此此此，除除除除CoCoCoCo、AlAlAlAl能能能能加加加加速速速速贝贝贝贝氏氏氏氏体体体体转转转转变变变变以以以以外外外外所所所所有有有有合合合合金金金金元元元元素素素素都都都都总总总总是是是是不不不不同同同同程程程程度度度度地地地地降降降降低低低低B B B B转转转转变变变变速速速速度度度度，使使使使B B B B转转转转变变变变的的的的C C C C曲曲曲曲线线线线右右右右移移移移，且且且且使使使使B B B B转转转转变变变变的的的的温度下降。但作用不如温度下降。但作用不如温度下降。但作用不如温度下降。但作用不如C C C C显著。显著。显著。显著

49、。 合合金金元元素素对对贝贝氏氏体体转转变变与与对对珠珠光光体体转转变变的的影影响响有有所所不不同同。合合金金元元素素对对贝贝氏氏体体转转变变动动力力学学影影响响的的原原因因：合合金金元元素素对对碳碳在在奥奥氏氏体体和和铁铁素素体体中中扩扩散散的的影影响响；改改变变了了AFAF转转变变速速度度；改改变变了了B BS S点点，影影响响在在一一定定温温度度下下的的相相间间自自由由能能差差，影影响响驱驱动动力力；强强碳碳化化物物形成元素减缓贝氏体转变速度。形成元素减缓贝氏体转变速度。 （二二二二）奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体状态状态状态状态 1.1.1.1.奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体晶晶晶晶 粒粒粒粒 大

50、大大大 小小小小 的的的的影响影响影响影响 奥奥奥奥 氏氏氏氏 体体体体 晶晶晶晶粒粒粒粒 越越越越 大大大大 ， 晶晶晶晶界界界界面面面面积积积积越越越越少少少少，形形形形 核核核核 部部部部 位位位位 越越越越少少少少 ， 孕孕孕孕 育育育育 期期期期越越越越 长长长长 ， 贝贝贝贝 氏氏氏氏体体体体 转转转转 变变变变 速速速速 度度度度下下下下降降降降，C C C C曲曲曲曲线线线线右移。右移。右移。右移。 3.3.3.3.原始组织原始组织原始组织原始组织 主要影响奥氏体成分主要影响奥氏体成分主要影响奥氏体成分主要影响奥氏体成分均匀性。原始组织愈细，均匀性。原始组织愈细，均匀性。原始组

51、织愈细，均匀性。原始组织愈细，加热后奥氏体成分愈均匀，加热后奥氏体成分愈均匀，加热后奥氏体成分愈均匀，加热后奥氏体成分愈均匀，C C C C曲线右移。奥氏体成分曲线右移。奥氏体成分曲线右移。奥氏体成分曲线右移。奥氏体成分不均匀，促进奥氏体分解，不均匀，促进奥氏体分解，不均匀，促进奥氏体分解，不均匀，促进奥氏体分解，C C C C曲线左移。曲线左移。曲线左移。曲线左移。 2.2.2.2.加热温度和保温时间加热温度和保温时间加热温度和保温时间加热温度和保温时间 加加加加热热热热温温温温度度度度和和和和保保保保温温温温时时时时间间间间主主主主要要要要是是是是通通通通过过过过改改改改变变变变奥奥奥奥氏

52、氏氏氏体体体体成成成成分分分分和和和和状状状状态态态态来来来来影影影影响响响响贝贝贝贝氏氏氏氏体体体体转转转转变变变变。奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体化化化化温温温温度度度度越越越越高高高高，奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体成成成成分分分分均均均均匀匀匀匀化化化化程程程程度度度度高高高高，减减减减缓缓缓缓碳碳碳碳的的的的再再再再分分分分配配配配；同同同同时时时时奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体晶晶晶晶粒粒粒粒越越越越大大大大，贝贝贝贝氏氏氏氏体体体体转转转转变变变变的的的的孕孕孕孕育育育育期期期期越越越越长长长长，贝贝贝贝氏氏氏氏体体体体转转转转变变变变的的的的速度减慢，速度减慢，速度减慢，速度减慢，C C C C

53、曲线右移。呈现先增后减曲线右移。呈现先增后减曲线右移。呈现先增后减曲线右移。呈现先增后减( ( ( (下图下图下图下图) ) ) )。 （三）应力的影响（三）应力的影响（三）应力的影响（三）应力的影响 在在在在奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体状状状状态态态态下下下下施施施施加加加加拉拉拉拉应应应应力力力力，促促促促进进进进奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体分分分分解解解解，C C C C曲曲曲曲线线线线左左左左移移移移。在在在在奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体状状状状态态态态下下下下施施施施加加加加多多多多向向向向压压压压应应应应力力力力，减减减减慢慢慢慢奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体分分分分解解解解，C C C C曲曲曲曲

54、线线线线右右右右移。移。移。移。 下图为某钢在下图为某钢在下图为某钢在下图为某钢在300300300300时时时时B B B B转变与拉应力的关系转变与拉应力的关系转变与拉应力的关系转变与拉应力的关系（四）塑性变形（四）塑性变形（四）塑性变形（四）塑性变形 对贝氏体转变在高温（对贝氏体转变在高温（对贝氏体转变在高温（对贝氏体转变在高温（8008008008001000100010001000）进行塑性变）进行塑性变）进行塑性变）进行塑性变形，贝氏体转变的孕育期越长，贝氏体转变的速度减形，贝氏体转变的孕育期越长，贝氏体转变的速度减形，贝氏体转变的孕育期越长，贝氏体转变的速度减形，贝氏体转变的孕育

55、期越长，贝氏体转变的速度减慢，转变的不完全性增大，慢，转变的不完全性增大，慢，转变的不完全性增大，慢，转变的不完全性增大，C C C C曲线右移；曲线右移；曲线右移；曲线右移； 原因原因原因原因：一方面变形使：一方面变形使：一方面变形使：一方面变形使A A A A中的缺陷密度增加，有利于中的缺陷密度增加，有利于中的缺陷密度增加，有利于中的缺陷密度增加，有利于C C C C原子的扩散，人利于原子的扩散，人利于原子的扩散，人利于原子的扩散，人利于B B B B转变的进行；而另一方面，转变的进行；而另一方面，转变的进行；而另一方面，转变的进行；而另一方面，A A A A形变后会产生多边化亚结构，这对

56、形变后会产生多边化亚结构，这对形变后会产生多边化亚结构，这对形变后会产生多边化亚结构，这对B B B B中中中中F F F F的共格生长是的共格生长是的共格生长是的共格生长是不利的。通常以后者的作用为主。不利的。通常以后者的作用为主。不利的。通常以后者的作用为主。不利的。通常以后者的作用为主。 在在在在B B B BS S S S点点点点较较较较低低低低温温温温度度度度（350350350350300300300300）范范范范围围围围内内内内对对对对A A A A 进进进进行行行行塑塑塑塑性性性性变变变变形形形形将将将将加加加加速速速速B B B B的的的的形形形形成成成成，C C C C曲

57、曲曲曲线线线线左左左左移移移移。原原原原因因因因：A A A A晶晶晶晶体体体体缺缺缺缺陷陷陷陷密密密密度度度度更更更更大大大大，促促促促进进进进C C C C的的的的扩扩扩扩散散散散，并并并并且且且且形形形形变变变变会会会会使使使使A A A A中中中中的的的的应应应应力力力力增增增增加加加加，有有有有利利利利于于于于B B B B中中中中F F F F按按按按M M M M型型型型转转转转变变变变机机机机制制制制形形形形成成成成，结结结结果果果果使使使使B B B B转转转转变速度加快。变速度加快。变速度加快。变速度加快。（五）过冷（五）过冷（五）过冷（五）过冷奥氏体奥氏体奥氏体奥氏体在不

58、同温度下停留在不同温度下停留在不同温度下停留在不同温度下停留n n 在在在在贝贝贝贝氏氏氏氏体体体体转转转转变变变变珠珠珠珠光光光光体体体体转转转转变变变变之之之之间间间间奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体的的的的亚亚亚亚稳稳稳稳区区区区停停停停留留留留将将将将加加加加速速速速贝贝贝贝氏氏氏氏体体体体转转转转变变变变，C C C C曲曲曲曲线线线线左左左左移移移移。若若若若在在在在B B B BS S S S点点点点以以以以上上上上停停停停留留留留但但但但不不不不发发发发生生生生珠珠珠珠光光光光体体体体转转转转变变变变时时时时对对对对贝贝贝贝氏氏氏氏体体体体转转转转变变变变无无无无影影影影响响响响。原原

59、原原因因因因：停停停停留留留留过过过过程程程程中中中中A A A A析析析析出出出出碳碳碳碳氮氮氮氮化化化化物物物物，降降降降低低低低了了了了A A A A的的的的稳稳稳稳定定定定性。性。性。性。n n 在在贝贝氏氏体体转转变变区区上上部部停停留留使使奥奥氏氏体体发发生生部部分分贝贝氏氏体体转转变变，将将减减缓缓随随后后的的在在更更低低的的温温度度的的贝贝氏氏体体转转变变，C C曲曲线线右右移移。原原因因：可能是一种可能是一种A A的稳定化现象，还不十分清楚。的稳定化现象，还不十分清楚。n n 在在下下贝贝氏氏体体转转变变区区或或马马氏氏体体转转变变区区停停留留，使使奥奥氏氏体体发发生生部部分

60、分下下贝贝氏氏体体转转变变或或马马氏氏体体转转变变，将将加加速速随随后后的的在在较较高高的的温温度度的的贝贝氏氏体体转转变变，C C曲曲线线左左移移。原原因因：可可能能是是因因为为在在较较低低温温度度下下进进行行部部份份M M和和下下B B转转变变时时，所所产产生生的的应应力力会会促促进进以以后后在在较较高高温温度度下下进进行行B B转转变的晶核的形成。变的晶核的形成。5.4 贝氏体的机械性能 一般地，贝氏体的抗拉强度和屈服强度一般地，贝氏体的抗拉强度和屈服强度一般地，贝氏体的抗拉强度和屈服强度一般地，贝氏体的抗拉强度和屈服强度、随形随形随形随形成温度的降低而提高。成温度的降低而提高。成温度的

61、降低而提高。成温度的降低而提高。n n 1) 1)随着形成温度的降低，上贝氏体中铁素体板随着形成温度的降低，上贝氏体中铁素体板条间的距离减小，下贝氏体的尺寸减条间的距离减小，下贝氏体的尺寸减 小，铁素小，铁素体的强度增高；体的强度增高； n n 2) 2)随着形成温度的降低，铁素体中的位错密度随着形成温度的降低，铁素体中的位错密度增大，铁素体的强度增高；增大，铁素体的强度增高；n n 3) 3) 随着形成温度的降低，碳在铁素体中的过饱随着形成温度的降低，碳在铁素体中的过饱和度增大，碳的固溶强化作用增加，和度增大，碳的固溶强化作用增加， 铁素体的铁素体的强度增向，特别在强度增向，特别在35035

62、0以下更为显著。以下更为显著。 影响贝氏体强度的因素： ( (一一) ) 铁素体条铁素体条( (片片) )的粗细（贝氏体中铁素的粗细（贝氏体中铁素体晶粒的大小）体晶粒的大小） 铁铁素素体体条条( (片片) )的的粗粗细细决决定定于于A A的的化化学学成成分分和形成温度。和形成温度。HallHallPetchPetch公式。公式。 ( (二二) ) 碳碳化化物物质质点点的的大大小小与与分分布布（碳碳化化物物弥弥散度和分布情况）散度和分布情况） 根根据据弥弥散散强强化化理理论论，碳碳化化物物颗颗粒粒愈愈小小，分分布布越越弥弥散散，强强度度越越高高。下下B B强强度度高高于于上上B B。碳化物的弥散

63、度对下碳化物的弥散度对下B B强度的贡献高于上强度的贡献高于上B B。( (三三) ) 溶质元素的固溶强化作用溶质元素的固溶强化作用 形成温度越低，过饱和度增大，固溶强形成温度越低，过饱和度增大，固溶强化作用大，强度高。化作用大，强度高。 （四）位错亚结构密度（四）位错亚结构密度： 形成温度越低，位错密度，强度高。形成温度越低，位错密度，强度高。 总总之之，贝贝氏氏体体形形成成温温度度越越低低，铁铁素素体体晶晶粒粒的的越越小小；碳碳化化物物颗颗粒粒愈愈细细小小、颗颗粒粒量量越越多多、弥弥散散度度大大；铁铁素素体体的的含含碳碳量量的的过过饱饱和和度度增增大大，固固溶溶强强化化作作用用大大；贝贝氏

64、氏体体的的强强度度越高。越高。一一 上贝氏体的性能上贝氏体的性能 上贝氏体的形成温度较高，其中的铁素体条和碳化物粗大，它的塑变抗力低。上贝氏体中的渗碳体呈不连续的短杆状分布在铁素体条之间，铁素体和Fe3C分布有明显的方向性，这种形态使F条间易引起脆断，同时铁素体的的含碳量低，过饱和度小，位错密度低，易于引起脆断，因此，上贝氏体的硬度、强度和韧性均较低。n n二二 下贝氏体的性能特点下贝氏体的性能特点n n 下贝氏体中铁素体针细小、分布均匀，在铁素体内又析出细小、大量弥散的碳化物，加之铁素体内含碳量高，过饱和度大，有高密度的位错，因此，下贝氏体不但强度高，而且韧性也好。三颗粒状贝氏体三颗粒状贝氏

65、体n n铁素体的强度+小岛相的强化作用5.5 魏氏组织的形成及其性能魏氏组织的形成及其性能n n魏氏组织：在奥氏体晶粒较粗大时，冷却速度适宜时，钢中先共析相以针（片）状形态与片状珠光体混合存在，该组织为魏氏组织。n n一一 魏氏组织形成特点魏氏组织形成特点：n n（1）符合形核和长大的规律；n n（2）魏氏组织铁素体与母相奥氏体之间存在位向关系n n（3）新相沿母相奥氏体一定的惯习面析出；n n（4）魏氏组织形成时，有表面浮凸现象。n n二二 魏氏组织的形成条件：魏氏组织的形成条件：n n1. A晶粒粗大；n n2. 亚共析钢C0.6%n n3. 冷速适中n n 缓慢：缓慢：FeFe原子扩散，

66、形成网状铁素体；原子扩散，形成网状铁素体；n n 过快：过快：C C来不及扩散，抑制铁素体的形成。来不及扩散，抑制铁素体的形成。n n三三 魏氏组织的力学性能魏氏组织的力学性能n n韧性显著降低、韧脆转变温度升高。韧性显著降低、韧脆转变温度升高。n n采用正火、退火或锻造消除。采用正火、退火或锻造消除。复习题复习题n n1. 1. 比较比较上贝氏体和下贝氏体的组织特比较比较上贝氏体和下贝氏体的组织特征（形态特征、立体特征、形成温度、组征（形态特征、立体特征、形成温度、组成、铁素体的形态及分布、碳化物的形态成、铁素体的形态及分布、碳化物的形态及分布、亚结构）与性能特点？及分布、亚结构）与性能特点？n n2.2.分析贝氏体转变的动力学图，说明贝氏分析贝氏体转变的动力学图，说明贝氏体转变的动力学特点和影响因素？体转变的动力学特点和影响因素？n n3. 3. 比较珠光体、贝氏体、马氏体转变的主比较珠光体、贝氏体、马氏体转变的主要特征？要特征？n n4.4.简述上贝氏体、下贝氏体形成机理。简述上贝氏体、下贝氏体形成机理。n n5.5.何谓魏氏组织？魏氏组织对钢的力学性何谓魏氏组织？魏氏组织对钢的力学性能的有什么影响？能的有什么影响？