Chap貝氏體相變和貝氏體PPT課件

1、第第5 5章章 貝氏體貝氏體相變與貝氏體相變與貝氏體 1500MPa貝氏體鋼管用于高層建筑的建設(shè)，傳輸混凝土，壽命是16Mn鋼管的3倍 第1頁/共55頁序言 貝茵等人于貝茵等人于19301930年首次發(fā)表了這種產(chǎn)物的光學(xué)金相照片。為了紀(jì)念年首次發(fā)表了這種產(chǎn)物的光學(xué)金相照片。為了紀(jì)念BainBain的功績，將的功績，將奧氏體中溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物命名為貝氏體。奧氏體中溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物命名為貝氏體。 19391939年年把貝氏體分為上貝氏體和下貝氏體。把貝氏體分為上貝氏體和下貝氏體。 19521952年，在英國伯明翰大學(xué)任教的柯俊及其合作者年，在英國伯明翰大學(xué)任教的柯俊及其合作者第一次對(duì)貝氏體相變的本質(zhì)進(jìn)行第一次

2、對(duì)貝氏體相變的本質(zhì)進(jìn)行了研究。提出了貝氏體相變機(jī)制類似于馬氏體相變的切變機(jī)制。了研究。提出了貝氏體相變機(jī)制類似于馬氏體相變的切變機(jī)制。 2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代末形成了兩個(gè)貝氏體研究學(xué)派。年代末形成了兩個(gè)貝氏體研究學(xué)派。第2頁/共55頁1、柯俊創(chuàng)始了貝氏體相變學(xué)說 19521952年，在英國伯明翰大學(xué)任教的柯俊及其合作者年，在英國伯明翰大學(xué)任教的柯俊及其合作者以貝氏體浮凸現(xiàn)象為依據(jù)，以貝氏體浮凸現(xiàn)象為依據(jù)，提出了貝氏體相變機(jī)制類似于馬氏體相變的切變機(jī)制。他們認(rèn)為，鐵原子和提出了貝氏體相變機(jī)制類似于馬氏體相變的切變機(jī)制。他們認(rèn)為，鐵原子和置換原子是無擴(kuò)散的切變置換原子是無擴(kuò)散的切變, ,而間

3、隙溶質(zhì)原子是有擴(kuò)散的。而間隙溶質(zhì)原子是有擴(kuò)散的。 這種學(xué)說被許多學(xué)者所繼承，形成了這種學(xué)說被許多學(xué)者所繼承，形成了“切變學(xué)派切變學(xué)派”。第3頁/共55頁2、“擴(kuò)散學(xué)派”的形成 2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代末，美國冶金學(xué)家年代末，美國冶金學(xué)家及其合作者從能量上對(duì)貝氏及其合作者從能量上對(duì)貝氏體轉(zhuǎn)變的切變機(jī)制進(jìn)行了否定。體轉(zhuǎn)變的切變機(jī)制進(jìn)行了否定。 他們認(rèn)為：貝氏體轉(zhuǎn)變是共析轉(zhuǎn)變的變種。在貝氏體轉(zhuǎn)變溫他們認(rèn)為：貝氏體轉(zhuǎn)變是共析轉(zhuǎn)變的變種。在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間，熱力學(xué)計(jì)算的相變驅(qū)動(dòng)力不能滿足切變所需要的能量水度區(qū)間，熱力學(xué)計(jì)算的相變驅(qū)動(dòng)力不能滿足切變所需要的能量水平。平。 這個(gè)學(xué)說被我國金屬學(xué)家徐祖耀

4、及這個(gè)學(xué)說被我國金屬學(xué)家徐祖耀及的學(xué)生們所繼承，形成的學(xué)生們所繼承，形成“擴(kuò)散學(xué)派擴(kuò)散學(xué)派”。第4頁/共55頁5.1 貝氏體相變的基本特征和組織形態(tài)第5頁/共55頁貝氏體相變的基本特征1、貝氏體相變的溫度范圍和C曲線 存在BS點(diǎn) 存在殘余奧氏體（等溫溫度越靠近BS點(diǎn)，形成的貝氏體越少） 可以等溫轉(zhuǎn)變形成，也可以在一定冷卻條件下連續(xù)轉(zhuǎn)變形成第6頁/共55頁2、相變的擴(kuò)散性 只有碳原子的擴(kuò)散，合金元素（包括Fe）不擴(kuò)散； 上貝氏體的相變速度取決于碳在FCC-Fe中的擴(kuò)散，下貝氏體的相變速度取決于碳在BCC-Fe中的擴(kuò)散第7頁/共55頁3、貝氏體相變有表面浮凸表面浮凸干涉圖像上貝氏體、下貝氏體相變均

5、有表面浮凸現(xiàn)象第8頁/共55頁4、貝氏體相變產(chǎn)物 貝氏體本質(zhì)上是鐵素體和-滲碳體（或-碳化物）的混合組織。組織中常夾雜著殘余奧氏體、馬氏體等相。組成相較多，形態(tài)多變。 在較高溫度區(qū)形成上貝氏體，在“鼻溫”以下的較低溫度區(qū)域形成下貝氏體。二者在組織上的主要區(qū)別，一是鐵素體的形態(tài)差異，二是碳化物的形態(tài)和析出的位置不同。 隨貝氏體形成溫度下降，貝氏體中鐵素體的碳含量升高。第9頁/共55頁（1）上貝氏體 上貝氏體是在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)的上部形成的。對(duì)中高碳鋼，形成溫度為350550 C。主要分為三種： p 無碳（化物）貝氏體 （a, c）p 粒狀貝氏體（b）p 經(jīng)典上貝氏體（d）第10頁/共55頁無碳（

6、化物）貝氏體當(dāng)上貝氏體組織中只有貝氏當(dāng)上貝氏體組織中只有貝氏體鐵素體和殘留奧氏體而不體鐵素體和殘留奧氏體而不存在碳化物時(shí)，這種貝氏體存在碳化物時(shí)，這種貝氏體就是無碳化物貝氏體，或稱就是無碳化物貝氏體，或稱無碳貝氏體。無碳貝氏體。這種貝氏體通常在低碳低合這種貝氏體通常在低碳低合金鋼中出現(xiàn)。金鋼中出現(xiàn)。無碳貝氏體中的鐵素體板條平行排列，其尺寸及間距較寬，板條間是富碳奧氏體，或其冷卻過程的產(chǎn)物。第11頁/共55頁無碳貝氏體的形成p 由于Si、Al不溶于滲碳體中，故延遲滲碳體的形成，因此，在硅鋼和鋁鋼的上貝氏體中，常常在室溫時(shí)還保留殘余奧氏體，而不析出滲碳體，形成無碳貝氏體。p 在低碳合金鋼中，形成貝

7、氏體鐵素體后，滲碳體尚未析出，貝氏體鐵素體間仍為奧氏體，碳充分向奧氏體中擴(kuò)散，使奧氏體趨于穩(wěn)定而保留下來，形成無碳化物貝氏體。第12頁/共55頁粒狀貝氏體第13頁/共55頁經(jīng)典（羽毛狀）上貝氏體經(jīng)典上貝氏體是由板條狀經(jīng)典上貝氏體是由板條狀鐵素體和條間分布不連續(xù)鐵素體和條間分布不連續(xù)碳化物所組成。碳化物所組成。 貝氏體鐵素體條間的碳化貝氏體鐵素體條間的碳化物是片狀形態(tài)的細(xì)小的滲物是片狀形態(tài)的細(xì)小的滲碳體，光學(xué)顯微鏡下組織碳體，光學(xué)顯微鏡下組織形貌呈現(xiàn)羽毛狀、條狀或形貌呈現(xiàn)羽毛狀、條狀或針狀。針狀。 第14頁/共55頁SEM 9Cr2鋼的羽毛狀上貝氏體(a) 和示意圖(b)p 電鏡下上貝氏體組織為

8、一束大致平行分布的條狀鐵素體和分布于條間的斷續(xù)條狀碳化物的混合物。條狀鐵素體與板條馬氏體束接近；p 隨碳含量升高，鐵素體條增多而變薄，條間滲碳體數(shù)量增多，形態(tài)由粒狀變?yōu)殒溨闋?、短桿狀，直至斷續(xù)條狀。第15頁/共55頁（2）下貝氏體 下貝氏體在貝氏體下貝氏體在貝氏體C曲線鼻溫以下溫度區(qū)間形成。曲線鼻溫以下溫度區(qū)間形成。對(duì)中高碳鋼，形成溫度為350 CMs； 下貝氏體有經(jīng)典下貝氏體、柱狀貝氏體、準(zhǔn)貝氏體等。下貝氏體有經(jīng)典下貝氏體、柱狀貝氏體、準(zhǔn)貝氏體等。 光學(xué)顯微鏡下呈黑色針狀或片狀，片之間有一定交角。光學(xué)顯微鏡下呈黑色針狀或片狀，片之間有一定交角。 下貝氏體鐵素體碳含量遠(yuǎn)高于平衡碳含量，亞結(jié)構(gòu)為

9、高密度位錯(cuò)，下貝氏體鐵素體碳含量遠(yuǎn)高于平衡碳含量，亞結(jié)構(gòu)為高密度位錯(cuò)，位錯(cuò)密度高于上貝氏體鐵素體。位錯(cuò)密度高于上貝氏體鐵素體。第16頁/共55頁經(jīng)典下貝氏體SEM GCr15下貝氏體組織第17頁/共55頁23MnNiCrMo鋼下貝氏體 第18頁/共55頁柱狀貝氏體 第19頁/共55頁（3）實(shí)際鋼中的貝氏體組織 實(shí)際鋼中還經(jīng)常出現(xiàn)貝氏體和馬氏體的混和組織。實(shí)際鋼中還經(jīng)常出現(xiàn)貝氏體和馬氏體的混和組織。 上貝氏體和低碳板條狀馬氏體形貌類似，但是上貝氏體中位錯(cuò)密度上貝氏體和低碳板條狀馬氏體形貌類似，但是上貝氏體中位錯(cuò)密度較馬氏體為低。較馬氏體為低。 高碳片狀馬氏體和下貝氏體的形貌類似，但前者的亞結(jié)構(gòu)是

10、孿晶，高碳片狀馬氏體和下貝氏體的形貌類似，但前者的亞結(jié)構(gòu)是孿晶，而在下貝氏體中很少見到孿晶。而在下貝氏體中很少見到孿晶。 第20頁/共55頁23MnCrNiMo鋼板條狀馬氏體和下貝氏體的混合組織 第21頁/共55頁（5）貝氏體組織中的亞結(jié)構(gòu) 貝氏體鐵素體是由更小的貝氏體鐵素體是由更小的“亞單元亞單元”組成。組成。 亞單元通常在已經(jīng)形成的鐵素體端部附近亞單元通常在已經(jīng)形成的鐵素體端部附近形核，通過縱向伸長與增厚的方式長大。形核，通過縱向伸長與增厚的方式長大。亞單元長大受阻時(shí)，再激發(fā)形核，在鐵素亞單元長大受阻時(shí)，再激發(fā)形核，在鐵素體板條頂部的側(cè)面（上貝氏體）或鐵素體體板條頂部的側(cè)面（上貝氏體）或鐵

11、素體針的頂端（下貝氏體）形成新的亞單元核針的頂端（下貝氏體）形成新的亞單元核心。亞單元重復(fù)形核長大構(gòu)成了貝氏體中心。亞單元重復(fù)形核長大構(gòu)成了貝氏體中鐵素體的形核長大過程。鐵素體的形核長大過程。 上貝氏體亞單元 下貝氏體亞單元第22頁/共55頁STM 上貝氏體中的亞結(jié)構(gòu)500nm第23頁/共55頁下貝氏體的精細(xì)亞結(jié)構(gòu) 下貝氏體條片由亞片條組成，亞片條由亞單元組成。亞單元相互平行，近似于平行四邊形第24頁/共55頁鋼的下貝氏體的精細(xì)亞單元鋼的下貝氏體的精細(xì)亞單元 中碳Mn-Si鋼貝氏體鐵素體的亞片條HREM形貌：a)明場(chǎng)像，b)暗場(chǎng)像第25頁/共55頁較高密度的位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)貝氏體中的位錯(cuò)密度不如馬氏

12、體中那樣高，但也有較高密度的位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)。貝氏體中的位錯(cuò)密度不如馬氏體中那樣高，但也有較高密度的位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)。有的認(rèn)為貝氏體亞單元內(nèi)部有較高密度的位錯(cuò)，有的認(rèn)為貝氏體亞單元內(nèi)部有較高密度的位錯(cuò)，101010 10 cmcm2 2。第26頁/共55頁 5.2 5.2 貝氏體相變機(jī)制貝氏體相變機(jī)制第27頁/共55頁經(jīng)典的貝氏體形成過程示意圖第28頁/共55頁（1）孕育期的預(yù)相變及形核 切變學(xué)派認(rèn)為，在貝氏體轉(zhuǎn)變?cè)杏趦?nèi)，由于奧氏體內(nèi)晶體缺陷與碳切變學(xué)派認(rèn)為，在貝氏體轉(zhuǎn)變?cè)杏趦?nèi)，由于奧氏體內(nèi)晶體缺陷與碳原子的相互作用，形成貧碳區(qū)和富碳區(qū)。在貧碳區(qū)內(nèi)，貝氏體鐵素體原子的相互作用，形成貧碳區(qū)和富碳區(qū)。在貧

13、碳區(qū)內(nèi)，貝氏體鐵素體可以按低碳或超低碳馬氏體的切變機(jī)制形核?？梢园吹吞蓟虺吞捡R氏體的切變機(jī)制形核。 擴(kuò)散學(xué)派則認(rèn)為：貝氏體轉(zhuǎn)變不可能出現(xiàn)貧碳區(qū)和富碳區(qū)的調(diào)幅分解。擴(kuò)散學(xué)派則認(rèn)為：貝氏體轉(zhuǎn)變不可能出現(xiàn)貧碳區(qū)和富碳區(qū)的調(diào)幅分解。通過貝氏體相變所產(chǎn)生的內(nèi)耗的研究，證明貝氏體相變?cè)杏趦?nèi)發(fā)生通過貝氏體相變所產(chǎn)生的內(nèi)耗的研究，證明貝氏體相變?cè)杏趦?nèi)發(fā)生貝氏體的形核過程是由于母相點(diǎn)陣軟化所致，并不需要形成貧碳區(qū)。貝氏體的形核過程是由于母相點(diǎn)陣軟化所致，并不需要形成貧碳區(qū)。第29頁/共55頁（2）鋼中貝氏體相變時(shí)碳的擴(kuò)散1 1）碳原子在高溫區(qū)、中溫區(qū)和低溫區(qū)都有擴(kuò)散能力，）碳原子在高溫區(qū)、中溫區(qū)和低溫區(qū)都

14、有擴(kuò)散能力，能夠長程擴(kuò)散。能夠長程擴(kuò)散。2 2）在中溫區(qū)，貝氏體相變與碳原子的擴(kuò)散有密切的）在中溫區(qū)，貝氏體相變與碳原子的擴(kuò)散有密切的關(guān)系。貝氏體相變受碳原子擴(kuò)散控制。關(guān)系。貝氏體相變受碳原子擴(kuò)散控制。 一般認(rèn)為：鐵原子和置換原子是不擴(kuò)散的。一般認(rèn)為：鐵原子和置換原子是不擴(kuò)散的。3 3）切變學(xué)派認(rèn)為：鐵原子和替換原子是切變位移；）切變學(xué)派認(rèn)為：鐵原子和替換原子是切變位移；而擴(kuò)散學(xué)派則認(rèn)為：鐵原子和置換原子進(jìn)行臺(tái)階擴(kuò)而擴(kuò)散學(xué)派則認(rèn)為：鐵原子和置換原子進(jìn)行臺(tái)階擴(kuò)散位移。散位移。第30頁/共55頁上貝氏體和下貝氏體可能有兩種不同的轉(zhuǎn)變機(jī)制 測(cè)定表明，碳在奧氏體中和鐵素體中測(cè)定表明，碳在奧氏體中和鐵素

15、體中的擴(kuò)散激活能分別為的擴(kuò)散激活能分別為126KJ/mol126KJ/mol，84KJ/mol84KJ/mol。 專門測(cè)定上貝氏體、下貝氏體轉(zhuǎn)變激專門測(cè)定上貝氏體、下貝氏體轉(zhuǎn)變激活能各為活能各為126KJ/mol126KJ/mol，75KJ/mol75KJ/mol。 據(jù)此分析，上貝氏體、下貝氏體轉(zhuǎn)變據(jù)此分析，上貝氏體、下貝氏體轉(zhuǎn)變分別受碳在奧氏體及鐵素體中的擴(kuò)散分別受碳在奧氏體及鐵素體中的擴(kuò)散所控制，這表明，上貝氏體和下貝氏所控制，這表明，上貝氏體和下貝氏體可能是兩種不同的轉(zhuǎn)變機(jī)制。體可能是兩種不同的轉(zhuǎn)變機(jī)制。 第31頁/共55頁（3）貝氏體的形核 貝氏體相變形核是單相，即貝氏體鐵素體（貝氏體

16、相變形核是單相，即貝氏體鐵素體（B BF F）。）。 按照固態(tài)相變的一般規(guī)律，貝氏體鐵素體的形核是非均勻形核。按照固態(tài)相變的一般規(guī)律，貝氏體鐵素體的形核是非均勻形核。 金相觀察表明，上貝氏體一般在奧氏體晶界處形核；而下貝氏體一金相觀察表明，上貝氏體一般在奧氏體晶界處形核；而下貝氏體一般在奧氏體的晶內(nèi)形核，也可在晶界形核。般在奧氏體的晶內(nèi)形核，也可在晶界形核。第32頁/共55頁（a a）SEM, 34CrNi3MoSEM, 34CrNi3Mo鋼的上貝氏體在晶界形核并長大，鋼的上貝氏體在晶界形核并長大，（b b）LOM,LOM,滲碳后的滲碳后的18CrNiW18CrNiW鋼的下貝氏體在晶界形核，晶

17、內(nèi)激發(fā)鋼的下貝氏體在晶界形核，晶內(nèi)激發(fā)形核。形核。第33頁/共55頁SEM 34CrNi3Mo鋼貝氏體在奧氏體晶界形核并長大 第34頁/共55頁激發(fā)形核 在貝氏體鐵素體片條的長大過程中，存在激發(fā)形核現(xiàn)象。隨著貝氏體鐵素體片條的在貝氏體鐵素體片條的長大過程中，存在激發(fā)形核現(xiàn)象。隨著貝氏體鐵素體片條的加厚，相變引起的應(yīng)力和應(yīng)變急遽增大，其切變應(yīng)力若高于貝氏體相變驅(qū)動(dòng)力時(shí)，加厚，相變引起的應(yīng)力和應(yīng)變急遽增大，其切變應(yīng)力若高于貝氏體相變驅(qū)動(dòng)力時(shí)，貝氏體相變將要停滯，這時(shí)，在所形成的貝氏體亞單元附近、應(yīng)力集中的區(qū)域形成貝氏體相變將要停滯，這時(shí)，在所形成的貝氏體亞單元附近、應(yīng)力集中的區(qū)域形成另一個(gè)貝氏體晶

18、核，該過程為應(yīng)力激發(fā)形核。應(yīng)力激發(fā)形核消耗了部分應(yīng)變能，獲另一個(gè)貝氏體晶核，該過程為應(yīng)力激發(fā)形核。應(yīng)力激發(fā)形核消耗了部分應(yīng)變能，獲得了額外相變驅(qū)動(dòng)力。該過程與馬氏體激發(fā)形核相似。實(shí)驗(yàn)表明，鋼中的貝氏體片得了額外相變驅(qū)動(dòng)力。該過程與馬氏體激發(fā)形核相似。實(shí)驗(yàn)表明，鋼中的貝氏體片條幾乎都是由亞片條、亞單元、或超細(xì)亞單元組成，表明激發(fā)形核的客觀存在。條幾乎都是由亞片條、亞單元、或超細(xì)亞單元組成，表明激發(fā)形核的客觀存在。第35頁/共55頁貝氏體鐵素體晶核尺度的推測(cè)貝氏體鐵素體晶核尺度的推測(cè)p 貝氏體鐵素體晶核的大小難以實(shí)際觀察到。但從貝氏體鐵素體的亞貝氏體鐵素體晶核的大小難以實(shí)際觀察到。但從貝氏體鐵素體

19、的亞單元的大小可以推測(cè)晶核的尺度。單元的大小可以推測(cè)晶核的尺度。p B BF F片條由亞片條組成，亞片條由亞單元組成，亞單元由超亞單元組片條由亞片條組成，亞片條由亞單元組成，亞單元由超亞單元組成。觀測(cè)表明：亞單元的寬度約成。觀測(cè)表明：亞單元的寬度約70nm70nm，長度，長度0.2m 0.2m ；亞單元由更；亞單元由更細(xì)小的超亞單元組成，寬度細(xì)小的超亞單元組成，寬度202030nm30nm。p 近年來試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，貝氏體中存在精細(xì)孿晶。觀測(cè)表明，上貝氏體鐵近年來試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，貝氏體中存在精細(xì)孿晶。觀測(cè)表明，上貝氏體鐵素體中孿晶片厚度為素體中孿晶片厚度為2 210nm10nm；下貝氏體的孿晶片厚度為；下

20、貝氏體的孿晶片厚度為2 23nm3nm。p 晶核的尺寸應(yīng)當(dāng)比亞單元和孿晶片更小。據(jù)此推測(cè)貝氏體鐵素體的晶核的尺寸應(yīng)當(dāng)比亞單元和孿晶片更小。據(jù)此推測(cè)貝氏體鐵素體的臨界晶核的尺度在臨界晶核的尺度在2nm2nm以下。以下。第36頁/共55頁BF亞片條、亞單元的電鏡照片BF的亞單元 BF的亞片條 孿晶第37頁/共55頁（5 5）原子熱激活躍遷使）原子熱激活躍遷使B BF F形核長大形核長大 依靠鐵原子和替換原子的熱激活躍遷，貝氏體鐵素體形核很快，孕依靠鐵原子和替換原子的熱激活躍遷，貝氏體鐵素體形核很快，孕育期很短。這與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果相符。育期很短。這與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果相符。 若按擴(kuò)散理論計(jì)算（若

21、按擴(kuò)散理論計(jì)算（500500等溫時(shí)）形成一片等溫時(shí)）形成一片B BF F需要時(shí)間為需要時(shí)間為508s508s。實(shí)。實(shí)測(cè)測(cè)t t實(shí)實(shí)。兩者相差。兩者相差3 3個(gè)數(shù)量級(jí)。個(gè)數(shù)量級(jí)。第38頁/共55頁貝氏體長大亞單元重復(fù)切變形成貝氏體束示意圖第39頁/共55頁無碳貝氏體形核及長大示意圖 各個(gè)貝氏體鐵素體片條之間的奧氏體中，不斷富集碳，而且受鐵素體片條的多向壓應(yīng)力，因而這些富碳的奧氏體越來越穩(wěn)定，如果滲碳體也難以析出，則最后將殘留下來，形成了貝氏體鐵素體片條富碳的殘留奧氏體的混合組織，即無碳化物貝氏體（BF+A）第40頁/共55頁羽毛狀貝氏體的形成過程 與無碳化物貝氏體形成過程相似。區(qū)別在于從富碳與無

22、碳化物貝氏體形成過程相似。區(qū)別在于從富碳奧氏體中析出了滲碳體分布在貝氏體鐵素體片條之奧氏體中析出了滲碳體分布在貝氏體鐵素體片條之間。由于滲碳體（含間。由于滲碳體（含6.67%C6.67%C）形核需要較高的碳）形核需要較高的碳濃度漲落，由于碳原子進(jìn)行長程擴(kuò)散，這顯然需要濃度漲落，由于碳原子進(jìn)行長程擴(kuò)散，這顯然需要時(shí)間，因此，滲碳體形核困難，長大也慢，難以形時(shí)間，因此，滲碳體形核困難，長大也慢，難以形成片狀，只能長大到細(xì)小的顆粒而終止，因此，成片狀，只能長大到細(xì)小的顆粒而終止，因此，在在貝氏體鐵素體片條之間分布著細(xì)小的滲碳體顆粒貝氏體鐵素體片條之間分布著細(xì)小的滲碳體顆粒，呈現(xiàn)羽毛狀呈現(xiàn)羽毛狀。 第

23、41頁/共55頁下貝氏體的形成過程 與上貝氏體不同。形核地點(diǎn)可在晶界，也可在晶內(nèi)的缺陷處。也是首先通與上貝氏體不同。形核地點(diǎn)可在晶界，也可在晶內(nèi)的缺陷處。也是首先通過漲落產(chǎn)生貧碳區(qū)，貧碳奧氏體區(qū)的過漲落產(chǎn)生貧碳區(qū)，貧碳奧氏體區(qū)的MsMs點(diǎn)較高，那么，在貧碳區(qū)中將以切點(diǎn)較高，那么，在貧碳區(qū)中將以切変変方式形核，并且迅速長大為片狀的亞單元。亞單元片側(cè)面是富碳奧氏體，方式形核，并且迅速長大為片狀的亞單元。亞單元片側(cè)面是富碳奧氏體，它可能析出它可能析出-碳化物，也可能穩(wěn)定，不足以沉淀析出碳化物。如果析出了碳化物，也可能穩(wěn)定，不足以沉淀析出碳化物。如果析出了碳化物，消耗了碳原子，而又一次貧碳，這有助于形

24、成第二片亞單元。這碳化物，消耗了碳原子，而又一次貧碳，這有助于形成第二片亞單元。這樣，在亞單元側(cè)面不斷重復(fù)切樣，在亞單元側(cè)面不斷重復(fù)切変変形成亞單元，而構(gòu)成一片下貝氏體鐵素體。形成亞單元，而構(gòu)成一片下貝氏體鐵素體。 按照切變機(jī)制，位錯(cuò)滑移切變或?qū)\生切變形成貝氏體亞單元，亞單元組成按照切變機(jī)制，位錯(cuò)滑移切變或?qū)\生切變形成貝氏體亞單元，亞單元組成下貝氏體片條。相變結(jié)果產(chǎn)生精細(xì)孿晶和高密度位錯(cuò)。下貝氏體片條。相變結(jié)果產(chǎn)生精細(xì)孿晶和高密度位錯(cuò)。 在亞單元的邊界上沉淀析出滲碳體或在亞單元的邊界上沉淀析出滲碳體或-碳化物，碳化物，碳化物排列的方向與下貝碳化物排列的方向與下貝氏體片的主軸約成氏體片的主軸約成

25、55556060夾角夾角。 第42頁/共55頁下貝氏體片長大示意圖 第43頁/共55頁5.3 貝氏體相變動(dòng)力貝氏體相變動(dòng)力學(xué)學(xué)第44頁/共55頁貝氏體相變動(dòng)力學(xué)特征（1 1）與馬氏體片長大速度（近聲速）相比，貝氏體轉(zhuǎn)變速度較慢；）與馬氏體片長大速度（近聲速）相比，貝氏體轉(zhuǎn)變速度較慢；（2 2）在許多合金鋼中，貝氏體轉(zhuǎn)變）在許多合金鋼中，貝氏體轉(zhuǎn)變TTTTTT圖不跟珠光體的圖不跟珠光體的C C曲線重疊，曲線重疊，兩曲線分開，并形成河灣區(qū)；兩曲線分開，并形成河灣區(qū)；（3 3）許多合金鋼的貝氏體相變有一個(gè)明顯的上限溫度，即所謂）許多合金鋼的貝氏體相變有一個(gè)明顯的上限溫度，即所謂BsBs點(diǎn)。點(diǎn)。在此溫

26、度等溫，奧氏體不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w。在此溫度等溫，奧氏體不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w。第45頁/共55頁兩派的爭(zhēng)議： 不同學(xué)派對(duì)貝氏體鐵素體的長大機(jī)制持不同的觀點(diǎn)，尚未形成不同學(xué)派對(duì)貝氏體鐵素體的長大機(jī)制持不同的觀點(diǎn)，尚未形成統(tǒng)一的動(dòng)力學(xué)理論。統(tǒng)一的動(dòng)力學(xué)理論。 (1)(1)擴(kuò)散學(xué)派的擴(kuò)散學(xué)派的AaronsonAaronson等認(rèn)為貝氏體鐵素體板條以臺(tái)階方式等認(rèn)為貝氏體鐵素體板條以臺(tái)階方式長大。臺(tái)階的寬面為半共格界面，端部則為無序的非共格界面。它長大。臺(tái)階的寬面為半共格界面，端部則為無序的非共格界面。它的長大速率受的長大速率受/界面界面一側(cè)碳原子向遠(yuǎn)離界面的一側(cè)碳原子向遠(yuǎn)離界面的內(nèi)擴(kuò)散快慢內(nèi)擴(kuò)散快慢所

27、控制。所控制。 (2)(2)切變學(xué)派的切變學(xué)派的HehemannHehemann等認(rèn)為貝氏體鐵素體的長大是以切變等認(rèn)為貝氏體鐵素體的長大是以切變方式重復(fù)形成板條亞單元的結(jié)果，所以，貝氏體長大動(dòng)力學(xué)決定于方式重復(fù)形成板條亞單元的結(jié)果，所以，貝氏體長大動(dòng)力學(xué)決定于貝氏體鐵素體片條的亞單元的形成速率。貝氏體鐵素體片條的亞單元的形成速率。第46頁/共55頁1 1、動(dòng)力學(xué)曲線TTTTTT圖 第47頁/共55頁 15CrMnMoV鋼的中溫轉(zhuǎn)變TTT圖第48頁/共55頁 許多中、低碳合金鋼的貝氏體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)許多中、低碳合金鋼的貝氏體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)曲線往往在珠光體曲線往往在珠光體C-C-曲線的左方，而高碳曲線的左方，而高碳合金鋼的貝氏體合金鋼的貝氏體TTTTTT圖在右方。從大量的圖在右方。從大量的（110110多種）合金結(jié)構(gòu)鋼的多種）合金結(jié)構(gòu)鋼的TTTTTT圖中分析圖中分析發(fā)現(xiàn)，珠光體分解的孕育期較長，而貝氏發(fā)現(xiàn)，珠光體分解的孕育期較長，而貝氏體相變的孕育期較短。只有含碳量增加到體相變的孕育期較短。只有含碳量增加到高碳時(shí)，貝氏體的高碳時(shí)，貝氏體的“鼻子鼻子”才顯著右移。才顯著右移。 20Cr2Ni2Mo20Cr2Ni2Mo鋼的貝氏體轉(zhuǎn)變鋼的貝氏體轉(zhuǎn)變C C曲線在珠光曲線在珠光體的左方。當(dāng)滲碳后，貝氏體體的左方