贝氏体组织与贝氏体钢
贝氏体钢的分类
贝氏体钢的分类
贝氏体钢是一种常用于高强度结构材料的钢种,具有优异的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性,因此被广泛应用于船舶、桥梁、压力容器、矿山设备等领域。
根据其组织特点和成分比例的不同,贝氏体钢可以被分为几个不同的分类。
1.低合金贝氏体钢
低合金贝氏体钢是一种含有较低合金元素的钢种,其主要成分包括碳、硅、锰、钼等。
由于其组织中的贝氏体相较其他钢种更多,因此具有更高的韧性和耐磨性。
低合金贝氏体钢常用于制造金属结构件和机械零件。
2.高合金贝氏体钢
高合金贝氏体钢是一种含有较高合金元素的钢种,其主要成分包括镍、钼、铬、钴等。
由于其组织中的贝氏体相较其他钢种更少,因此具有更高的强度和耐腐蚀性。
高合金贝氏体钢常用于制造化工设备、海洋平台、核电站等高强度、耐腐蚀的结构件。
3.双相贝氏体钢
双相贝氏体钢是一种同时含有贝氏体和奥氏体相的钢种,其主要成分包括碳、锰、铬等。
由于其组织中同时存在两种不同的相,因此具有较高的强度和韧性。
双相贝氏体钢常用于制造汽车零件、轴承、机械零件等需要高强度和韧性的结构件。
4.马氏体贝氏体钢
马氏体贝氏体钢是一种含有马氏体和贝氏体相的钢种,其主要成分包括碳、铬、钼等。
由于其组织中同时存在两种不同的相,因此具有较高的强度和耐磨性。
马氏体贝氏体钢常用于制造锻件、液压缸、导轨等需要耐磨性和高强度的结构件。
不同的贝氏体钢具有不同的组织和性能特点,适用于不同的工业领域和应用场景。
在实际生产和使用中,需要根据具体的需求选择合适的贝氏体钢材料,以保证结构件的安全可靠性和使用寿命。
贝氏体钢在生产中的应用
新型准贝氏体钢
在钢中加入一些合金元素可以推迟TTT曲线中铁素体和 珠光体的开始析出线,而对贝氏体 的开始析出线影响不大, 从而可以在很大的冷速范围内获得贝氏体组织。同时加入 Si、A1等阻碍碳化物析出元素,保证在很大的冷速范围内 获得准上贝氏体、准下贝氏体或其混合组织,形成一般强 度、高强度和超高强度系列的准贝氏体钢。与一般结构钢 相比,新型准贝氏体钢具有更好的强韧性配合,并具有高 的 疲劳强度和耐磨性,好的焊接性,其力学性能超过了当 前典型钢的 成分设计
为了获得贝氏体钢,需在奥氏体等温 转变曲线上达到以下条件:
1 加入合金元素使珠光体转变区大大右移,
甚至在通常工艺条件下C曲线上不出 现 珠光体转变区;
2 珠光体转变区与贝氏体转变区分离;
3 贝氏体开始转变点尽量低;
4
贝氏体转变曲线尽量平,转变平台越 宽.允许的冷却速度范围越大,转变
6
其它类型贝氏体钢
(1) 低温贝氏体钢: 具有良好的综合力学性能,是发展超级钢、超细晶钢和 纳米钢铁材料的途径之一。 (2)超细组织空冷贝氏体钢: 该贝氏 体钢以Mn、Si作为主要合金元素并添 加微量元素组成,得到的 显微组织为贝氏体、马氏体、碳化物和残余奥 氏体;经回火处理 后,消除了组织中部分残余应力,组织明显细化。 (3)奥氏体-贝氏体复相钢: 钢中奥氏体-贝氏体复相组织使钢具有高强韧 性能。该钢在合金设计上充分考虑了碳在钢中的强化作用和硅在贝氏体 转变过程中强烈抑制碳化物析出的作用,而且加入Mn、Cr等能防止石墨 化并提高淬透性。
贝氏体钢的发展前景展望
(1)扩大贝氏体非调质钢新钢种的开发: 贝氏体非调质钢有优良的综合力学性能,且生产工艺简单,所以应该
对目前的贝氏体钢种的生产工艺完善化,并扩大钢种的应用范围。使它在 模具用钢、耐磨耐冲击钢、工程构件用钢等领域得到更深入 的应用。同时 还应大力开发在弹簧、建筑用高强度钢筋、齿轮、标准件等方面的使用。
碳素钢、低合金钢常见金相组织形态及硬度
碳素钢、低合金钢常见金相组织形态及硬度1.铁素体(F)—原系外来语(Ferrite)译名,台湾文献译为肥粒铁。
铁素体系碳溶于体心立方晶格的α-Fe中所形成的间隙固溶体[α-Fe(C)]。
以4%硝酸酒精溶液腐蚀,在光学显微镜下观察,铁素体呈明亮的等轴多边形。
由于各晶粒位向不同,受腐蚀程度略有差别,故稍显明暗不同。
铁素体在不同处理状态亦可呈块状、月牙状、网络状等形态,硬度在100HB左右。
2.渗碳体(θ相)—原系外来语(Cementite)译名,台湾文献译为雪明碳铁。
渗碳体系铁和碳的化合物,含碳量为 6.69%,分子式为Fe3C,在合金钢中,渗碳体中的Fe原子可以为其他合金元素原子所置换,形成合金渗碳体[(Fe,Me)3C]。
渗碳体是一种具有复杂晶格结构的间隙化合物。
渗碳体硬度很高(800~1000 HV),而塑性及冲击韧度几乎为零,脆性很大。
其显微组织形态很多,不受硝酸酒精试剂腐蚀(染色),在光学显微镜下呈白亮色,在碱性苦味酸钠腐蚀下,被染成黑色。
渗碳体是钢中的主要强化相,有片状、粒状、网络状、半网络状等形态,其形态与分布对钢的力学性能有很大影响。
3.珠光体(P)—原系外来语(Pearlite)译名,台湾文献译为波莱铁。
珠光体是铁碳合金相图中的共析转变产物(F+Fe3C),是铁素体和渗碳体的机械混合物,因具有这种组织的样品抛光蚀刻后有珠母贝的光泽而得名。
有片(层)状和球(粒)状等不同形态和分布方式。
珠光体用4%硝酸酒精溶液腐蚀,F和Fe3C交界处腐蚀较深,在直射光照射下变成黑色线条,可清晰看到层状,粒状等形态和分布情况。
4.奥氏体(A)—因这种组织的发现人Austen而得名,台湾文献译为沃斯田铁。
奥氏体系碳溶于面心立方晶格γ-Fe中所形成的固溶体[γ-Fe(c)],常以符号A表示。
奥氏体中的碳也是存在于γ-Fe 晶体的间隙固溶体。
奥氏体存在于727~1495℃的温度区间,是一种高温相,不易腐蚀,呈白色,若先用4%硝酸酒精溶液腐蚀,再用10%过硫酸铵溶液腐蚀,则奥氏体可染成黑色。
钢中典型金相组织
钢中典型金相组织钢是一种重要的金属材料,具有优异的机械性能和耐腐蚀性能。
钢的组织和性能之间密切相关,钢中的金相组织是其性能形成的重要因素之一。
下面将详细介绍钢中典型的金相组织。
1. 贝氏体组织贝氏体组织是钢中典型的金相组织之一。
该组织由相似于鹿角的条状组织构成,因其形状类似于法国冶金学家贝尔纳德的鹿角而得名。
贝氏体组织的形成与钢的淬火工艺密切相关,通过快速冷却钢材可以使奥氏体转变为贝氏体。
贝氏体组织具有高强度、高硬度和较好的耐磨性,因此在制造强度要求高、耐磨性要求高的零件时常采用贝氏体钢。
马氏体组织是钢中另一个典型的金相组织。
与贝氏体不同,马氏体组织属于无定形组织,其结构不规则、复杂。
同时,马氏体组织具有较高的强度和硬度,且具有较好的抗拉强度和耐磨性,因此广泛应用于地质勘探、采矿、石油化工等领域。
在淬火工艺中,将钢材加热至温度较高后迅速冷却可制得马氏体组织。
珠光体组织是钢中一种较为典型的变形组织,属于半钢中生组织。
该组织由类似“珠子”形状的球体团进行构成,因其形态类似于珠子而得名。
珠光体组织是一种中等强度的钢结构,具有优秀的成形性和可加工性,在制造材料强度、变形性好的零件时常采用珠光体钢。
4. 混合组织混合组织是一种钢中常见的金相组织,其由两种或多种不同的金相组织混合而成。
例如,当沿晶腐蚀与导致钢中存在晶界和粗晶的杂质混合存在时,就会形成混合组织。
混合组织具有钢中两种或多种组织的优点,可以在不同的应用场合中具有更为广泛的适用性。
总之,钢中的金相组织是其性能形成的重要因素。
贝氏体组织、马氏体组织、珠光体组织和混合组织等是钢中典型的金相组织,采用不同的工艺可以得到不同种类的金相组织,从而满足不同的应用需求。
铁碳合金的基本组织名称类型特点
铁碳合金的基本组织名称类型特点一、铁碳合金的基本组织铁碳合金是指含有一定量碳元素的铁合金,其基本组织包括珠光体、贝氏体、马氏体和残余奥氏体四种。
1. 珠光体珠光体是铁碳合金中最常见的基本组织,其形态呈球状或半球状。
珠光体通常由铁素体经过缓冷或退火处理形成。
珠光体中的碳元素以Fe3C(水滑石)的形式存在,因此在显微镜下呈黑色。
2. 贝氏体贝氏体是由珠光体和渗碳贝氏体共同构成的一种基本组织。
贝氏体呈板条状,其形态与尺寸受到冷却速度和温度等因素的影响。
贝氏体中的碳元素以Fe3C和奥氏体固溶态(即固溶于γ-Fe中的C)的形式存在。
3. 马氏体马氏体是由奥氏体在快速冷却过程中分解而成。
马氏体呈针状或板条状,具有高强度、高硬度和良好的韧性。
马氏体中的碳元素以固溶态和Fe3C的形式存在,其中固溶态碳元素的含量较高。
4. 残余奥氏体残余奥氏体是指在快速冷却过程中未能完全转变为马氏体而残留下来的奥氏体。
残余奥氏体具有良好的韧性和可塑性,但强度和硬度较低。
残余奥氏体中的碳元素以固溶态和Fe3C的形式存在。
二、铁碳合金组织类型根据不同的冷却速度和温度条件,铁碳合金可以形成不同类型的组织。
常见的组织类型包括珠光体钢、淬火钢、退火钢、球墨铸铁等。
1. 珠光体钢珠光体钢是指经过缓冷或退火处理后所得到的组织为珠光体的钢。
珠光体钢具有良好的可加工性和韧性,但硬度和强度较低。
2. 淬火钢淬火钢是指经过快速冷却(淬火)处理后所得到的组织为马氏体的钢。
淬火钢具有高强度、高硬度和良好的耐磨性,但韧性较差。
3. 退火钢退火钢是指经过加热处理后缓慢冷却所得到的组织为贝氏体或珠光体的钢。
退火钢具有良好的可加工性和韧性,但强度和硬度较低。
4. 球墨铸铁球墨铸铁是指在铸造过程中加入一定量镁元素,使其形成球形石墨颗粒的铸铁。
球墨铸铁具有高强度、高韧性和良好的耐蚀性,适用于制造机械零件等要求高强度和耐磨性的零部件。
三、铁碳合金特点1. 铁碳合金具有良好的可加工性和可塑性,适用于制造各种机械零件、建筑材料等。
贝氏体钢——精选推荐
贝氏体钢:第一部分摘要:在板条状铁素体和渗碳体细团聚体的形成的区域,,具有一定的高温反应,其中涉及铁素体和珠光体以及一些特色的马氏体反应性能。
在埃德加贝恩与达文波特首次在他们的先锋系统中研究奥氏体的等温分解后,贝氏体就成为了这个中间组织的通用术语。
贝氏体也经常出现在热处理后冷却速度太快来不及形成珠光体但是又没有快到形成马氏体的这个阶段。
贝氏体转变的相变温度更低。
两种主要形式可确定为:上贝氏体和下贝氏体。
贝氏体反应对于共析钢,我们可以通过TTT图可知,实际上珠光体的反应本质是在一个发生在550 C和720 C之间的高温反应过程,而马氏体的形成是一个温度较低的反应过程,这久说明了,在一个相当广泛的温度范围内,通常在250-550°C之间,既不会产生珠光体又不会产生马氏体。
就是在该地区板条状铁素体和渗碳体细团聚体形成,这是具有一定的高温反应,它们涉及铁素体和珠光体以及一些特色的马氏体反应性能。
在埃德加贝恩与达文波特首次在他们的先锋系统中研究奥氏体的等温分解后,贝氏体就成为了这个中间组织的通用术语。
贝氏体也经常出现在热处理后冷却速度太快来不及形成珠光体但是又没有快到形成马氏体的这个阶段。
贝氏体转变的相变温度更低。
两种主要形式可确定为:上贝氏体和下贝氏体。
上贝氏体形态和结晶学上贝氏体的的形态(温度范围550-400°C)有些类似于魏氏组织铁素体,它是从碳化物内中析出的游离铁素体。
两个表面的光学显微镜明显地表明,上贝氏体铁素体部分是由一些薄而平行的板条群构成并具有明确的晶体特征.正如魏氏组织铁素体一样,贝氏体铁素体具有原奥氏体的Kurdjumov-Sachs 取向关系(即奥氏体与马氏体间的密排面平行,密排方向也平行),但是这种关系不能明确说明转变温度将会降低。
一个被广泛接受的观点是, 上贝氏体的晶体结构与低碳板条马氏体的晶体结构非常相似。
然而经过对于晶体结构的更为详细的研究,发现这两者之间存在着明显的差别,上贝氏体铁素体的形成不能由马氏体晶体学理论方面的知识来解释。
低合金高强度钢金相组织
低合金高强度钢金相组织引言低合金高强度钢是一种重要的结构材料,具有优异的力学性能和耐久性。
其金相组织对于材料的性能起着至关重要的作用。
本文将对低合金高强度钢的金相组织进行全面详细、完整且深入的分析。
1. 低合金高强度钢简介低合金高强度钢是一种含有较少合金元素但具有较高强度和韧性的钢材。
它通常由铁、碳以及少量的其他合金元素(如锰、硅、铬等)组成。
这种材料在工程领域得到广泛应用,例如汽车制造、船舶建造和桥梁建设等。
2. 金相组织对材料性能的影响2.1 晶粒尺寸晶粒尺寸是指晶体结构中晶粒的大小。
晶粒尺寸对材料的力学性能和耐腐蚀性能具有重要影响。
通常情况下,晶粒尺寸越小,材料的强度和韧性越高。
2.2 相含量和相分布低合金高强度钢中的相含量和相分布对材料的性能起着重要作用。
不同相的存在会影响材料的硬度、强度和韧性等力学性能。
合理控制相含量和相分布可以优化低合金高强度钢的综合性能。
2.3 碳含量碳是钢材中最重要的合金元素之一。
碳含量对钢材的硬度、强度和韧性有显著影响。
通常情况下,适当增加碳含量可以提高钢材的硬度和强度,但过高的碳含量会降低韧性。
3. 低合金高强度钢常见金相组织类型3.1 贝氏体组织贝氏体是一种由铁碳化物构成的结构,在低合金高强度钢中常见。
贝氏体组织具有较高的硬度和耐磨性,但韧性较差。
3.2 马氏体组织马氏体是一种由铁碳化物构成的结构,在低合金高强度钢中也常见。
马氏体组织具有较高的强度和韧性,但相对较低的硬度。
3.3 铁素体组织铁素体是低合金高强度钢中最常见的组织类型。
它由纯铁和少量的碳构成,具有良好的韧性和可加工性。
4. 金相分析方法4.1 金相显微镜观察金相显微镜是一种常用的金相分析工具,可以观察材料的金相组织结构。
通过调整显微镜的放大倍数和焦距,可以清晰地观察到晶粒尺寸、相含量和相分布等信息。
4.2 扫描电子显微镜(SEM)扫描电子显微镜是一种高分辨率的显微镜,可以观察材料表面的形貌和微观结构。
贝氏体钢
贝氏体钢的研究现状与发展前景现在随着科技的发展,社会对对各种材料的需求在举荐的增多,对材料的性能的要求越来越严格,越来越宽广。
然而,钢材是材料的一项大户,所以钢的发展对于才材料发展至关重要,推动整个材料界的发展。
钢铁在热处理过程中的转变主要有三类:1.在较高温度范围的转变是扩散型的,即通过单个原子的独立无规则运动,改变组织结构,其转变产物称之为珠光体,强度低,塑性好;2.钢从高温激冷到低温(Ms温度以下)的转变是切变型的。
即原子阵列式地规则移动,不发生扩散,其转变产物称为马氏体,它具有高强度,但很脆,一般通过回火进行调质;3.介于上述二者之间,在中间温度范围的转变;以其发现者贝茵(Bain)命名称为贝氏体相变,具有贝氏体组织的钢叫贝氏体钢。
同时,很多重要的有色合金,如铜合金、钛合金等都具有和钢铁相似的贝氏体相变。
其中钢中的贝氏体相变是发生在共析钢分解和马氏体相变温度范围之间的中温转变。
鉴于贝氏体相变是固态材料中主要相变形式之一,其转变机制是材料科学理论的重要组成部分。
贝氏体钢和具有贝氏体组织的材料已用于铁路、交通、航空、石油、矿山、模具等国民经济重要部门,并在不断扩大,有可能发展成为下一代高强度结构材料的主要类型之一,因此对其基础和应用基础的研究显得尤为紧迫。
关于贝氏体相变时铁原子的运动方式,最初由柯俊教授等在50年代开展了研究。
认为铁原子的以阵列式切变位移方式(与马氏体相似)转变成新的原子排列的,而溶解的碳原子则发生了超过原子间距的长程扩散进入尚未转变的残留相或在新结构中析出碳化物。
上述切变位移机制已被欧洲、日本和美国这一领域的主要学者所接受,形成了“切变学派”。
但是这个观点,从60年代起受到了美国卡内基麦隆大学学派的挑战,后者认为贝氏体是依靠铁原子扩散和常见的表面台阶移动方式生成的。
在过去的30年中,由于实验研究手段的限制,问题一直未能解决,两个学派陷于相持不下的局面。
鉴于贝氏体转变机制是目前国际上两大学派的争论焦点,澄清这一争论不仅对贝氏体转变及相变理论将是一次重大突破,对贝氏体钢及合金的应用也将起到重要的指导作用。
奥氏体、铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体等定义特征与区别
奥氏体、铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体等定义奥氏体定义:碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体,仍保持γ-Fe的面心立方晶格特征:奥氏体是一般钢在高温下的组织,其存在有一定的温度和成分范围。
有些淬火钢能使部分奥氏体保留到室温,这种奥氏体称残留奥氏体。
奥氏体一般由等轴状的多边形晶粒组成,晶粒内有孪晶。
在加热转变刚刚结束时的奥氏体晶粒比较细小,晶粒边界呈不规则的弧形。
经过一段时间加热或保温,晶粒将长大,晶粒边界可趋向平直化。
铁碳相图中奥氏体是高温相,存在于临界点A1温度以上,是珠光体逆共析转变而成。
当钢中加入足够多的扩大奥氏体相区的化学元素时,Ni,Mn等,则可使奥氏体稳定在室温,如奥氏体钢。
铁素体定义:碳与合金元素溶解在a-Fe中的固溶体特征:亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状,晶界比较圆滑,当碳含量接近共析成分时,铁素体沿晶粒边界析出。
渗碳体定义:碳与铁形成的一种化合物特征:渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀,在显微镜下呈白亮色,但受碱性苦味酸钠的腐蚀,在显微镜下呈黑色。
渗碳体的显微组织形态很多,在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、粒状、网状或板状。
在液态铁碳合金中,首先单独结晶的渗碳体(一次渗碳体)为块状,角不尖锐,共晶渗碳体呈骨骼状过共析钢冷却时沿Acm线析出的碳化物(二次渗碳体)呈网结状,共析渗碳体呈片状铁碳合金冷却到Ar1以下时,由铁素体中析出渗碳体(三次渗碳体),在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状珠光体定义:铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物特征:珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。
过冷度越大,所形成的珠光体片间距离越小。
在A1~650℃形成的珠光体片层较厚,在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体,称为粗珠光体、片状珠光体,简称珠光体。
在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍,从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线,只有放大1000倍才能分辨的片层,称为索氏体。
贝氏体
一.贝氏体定义钢中的贝氏体是过冷奥氏体的中文转变产物,它以贝氏体铁素体为基体,同时可能存在θ-渗碳体或ε-碳化物、残留奥氏体等相构成的整合组织。
贝氏体铁素体的形貌多呈条片状,内部有规则排列的亚单元及较高密度的位错等亚结构。
二.贝氏体组织形貌及亚结构钢、铸铁的贝氏体组织相态极为复杂,这与贝氏体相变的中间过渡性有直接的关系。
钢中的贝氏体本质上是以贝氏体铁素体为基体,其上分布着θ-渗碳体(或ε-碳化物)或残留奥氏体等相构成的有机结合体。
是贝氏体铁素体(BF)、碳化物、残余奥氏体、马氏体等相构成的一个复杂的整合组织。
1.超低碳贝氏体的组织形貌碳含量小于0.08%的超低碳合金钢可获得超低碳贝氏体组织。
如果加大冷却速度能够获得完全条片状的组织,称其为超低碳贝氏体组织。
冷却速度越大,转变温度越低,条片状贝氏体越细小。
在控轧控冷条件下,超低碳贝氏体具有极为细小的片状组织形貌。
超低碳贝氏体实际上是无碳贝氏体,钢中所含的微量碳形成了特殊碳化物被禁锢下来,或者碳原子只分布在位错处,被大量位错禁锢。
2.上贝氏体组织形貌上贝氏体是在贝氏体转变温度区上部(Bs—鼻温)形成的,形貌各异。
2.1无碳(化物)贝氏体当上贝氏体组织中只有贝氏体铁素体和残留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,又称无碳贝氏体。
这种贝氏体在低碳低合金钢中出现的几率较多。
无碳贝氏体中的铁素体片条大体上平行排列,其尺寸间距较宽,片条间是富碳奥氏体,或其冷却过程的产物。
2.2粒状贝氏体粒状贝氏体属于无碳化物贝氏体。
当过冷奥氏体在上贝氏体温度区等温时,析出贝氏体铁素体(BF)后,由于碳原子离开铁素体扩散到奥氏体中,使奥氏体中不均匀的富碳,且稳定性增加,难以继续转变为贝氏体铁素体。
这些奥氏体区域一般呈粒状或长条状,即所谓的岛状,分布在贝氏体铁素体基体上。
这些富碳的奥氏体在冷却过程中,可以部分的转变为马氏体,形成所谓的M/A岛。
这种由BF+M/A 岛构成的整合组织即为粒状贝氏体。
贝氏体
贝氏体30年代初美国人E.C.Bain等发现低合金钢在中温等温下可获得一种高温转变及低温转变相异的组织后被人们称为贝氏体。
该组织具有较高的强韧性配合。
在硬度相同的情况下贝氏体组织的耐磨性明显优于马氏体,因此在钢铁材料中基体组织获得贝氏体是人们追求的目标。
贝氏体等温淬火:是将钢件奥氏体化,使之快冷到贝氏体转变温度区间(260~400℃)等温保持,使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺,有时也叫等温淬火。
一般保温时间为30~60min。
贝氏体;贝茵体;bainite又称贝茵体。
钢中相形态之一。
钢过冷奥氏体的中温(350~550℃)转变产物,α-Fe和Fe3C 的复相组织。
贝氏体转变温度介于珠光体转变与马氏体转变之间。
在贝氏体转变温度偏高区域转变产物叫上贝氏体(up bai-nite),其外观形貌似羽毛状,也称羽毛状贝氏体。
冲击韧性较差,生产上应力求避免。
在贝氏体转变温度下端偏低温度区域转变产物叫下贝氏体。
其冲击韧性较好。
为提高韧性,生产上应通过热处理控制获得下贝氏体。
超低碳贝氏体(ULCB)钢的研究进展中国钢铁新闻网2007年9月12日报道众所周知,具有低的C含量的贝氏体钢可以获得优良的强韧综合性能,主要原因是极低的C含量能降低或消除了贝氏铁素基体中的渗C体,因此钢的韧性能得到进一步的改善。
为了保证贝氏体转变的淬透性良好,而马氏体转变的淬透性相对较低,应该适量添加其它合金元素。
大量的研究推进了这种认识,并导致了所谓的ULCB钢的发展。
该类钢具有优良的韧性,强度和焊接等综合性能,并已经应用于极地和海底环境的高强管线。
ULCB钢起源于“强可焊性钢”,在瑞典的实验室得到发展。
最初这类钢的典型成分是0.10~0.16C,0.6Mn,0.4Si,0.35~0.60Mo和0.0013~0.0035B(%)。
少量的Mo和B抑制了多边形铁素体的形成,但对贝氏体转变动力学有一定的影响。
结果对“强可焊性钢”来说在较宽的冷速范围内可获得完全贝氏体组织。
贝氏体组织结构
孪晶的发现对切变学派是惊喜,对于扩 散学派是个震惊。
扩散学派不承认贝氏体中存在孪晶。
方鸿生认为:下贝氏体近似圆片状,由 亚片条组成,亚片条又由亚单元组成,亚单 元由更小的超亚单元组成。
Fe-1.0C-2.0Si-4.0Cr下贝氏体扫描隧道显微镜(STM)形貌:浮 凸。
Fe-0.2C-2.5Mn-1.5Si-0.6Cr下贝氏体的原子力显微镜(AFM)形貌: 贝氏体亚单元浮凸。
23MnCrNiMo钢板条状马氏体和下贝氏体的相结合的整和组织
5.3.4.贝氏体形态的多样性
上、下贝氏体是各学派都接受的传统的贝氏体分类。 其他贝氏体形态名称较多,诸如无碳贝氏体、粒状
贝氏体、准贝氏体、逆贝氏体、柱状贝氏体、特殊 下贝氏体、粒状组织等,以及近年来发现的类马氏 体形貌的贝氏体,如正三角型贝氏体、“N”贝氏体、 蝴蝶型贝氏体等。它们可能都是典型贝氏体的变态。 贝氏体组织形态的多样性说明了贝氏体相变的极其 复杂性。
序言
贝氏体的组织结构较为复杂,这是由于 贝氏体相变的中间过渡性造成的。
半个多世纪的研究,发现钢中、有色 金属合金中更多更复杂的贝氏体组织形貌。 诸如粒状贝氏体,无碳贝氏体,准贝氏体, 柱状贝氏体等,名称较多。
贝氏体组织分类:
按照有无碳化物分类:
1)无碳化物贝氏体; 2)有碳化物贝氏体;
按照形成温度分类:
高度2~3nm,宽度约60~80nm. 指出:浮凸为帐篷状。
较高密度的位错亚结构
贝氏体中的位错密度不如马氏体中那样高,但 也有较高密度的位错亚结构,如图5-11所示。有的 认为贝氏体亚单元内部有较高密度的位错,ρ= 1010cm-2。
铁素体的位 错密度与温 度的关系
P20钢中下贝氏体的TEM像,较高密度的位错亚结构
稀土贝氏体钢贝氏体铁素体—奥氏体原子像
1 实 验
和 残 留奥 氏体 衍 射 斑 点 。图 1 b为 暗 场 像 。本 文 研 究结 果 与文 献 不 同。 图 2为具 有 K s 系的 贝 氏体铁 素 体 与奥 氏体 .关
关 系 符 合 N W 关 系 , ( l ) ( l ), 10 ∥ . 即 11 ∥ 0 1 [ l
[0 。在 下 贝 氏 体 中 则 有 K s关 系 , ( l ) 10 ] . 即 11 ∥ ( l ) , 10 [ l ]:本 文 研 究 了有 无 稀 土 元 素 1O 。 [ l :∥ 1 1。
研 究结 果 证 明 , 氏体 铁 素体 与 奥 氏体 的 取 向 贝 关 系可 同 时 存 在 K S和 N W 关 系 。 一 个 残 留 奥 氏 . . 体 周边 同时存 在 几支 贝 氏 体铁 素体 条 , 图 1 示 。 如 所
化显 微组 织 ; 次 , 其 有净 化 、 质作 用 , 少有 害 气体 变 减
的高 分 辨 像 。 入 射 电子 束 方 向 为 [ l ] ∥ [ l 。 1 1。 10
从 图 中看 出 a7间 界 面 并 不 平 直 , 相 界 面 间 在 贝 / 两 氏体铁 素 体 条端 部呈 曲折 轨迹 现 象 。在 a/ 面存 。 侨
在 台阶 。铁 素体 条 间 界 面 有 位 错 存 在 , 片 条 内有 亚
杂 质 , 善钢 的组 织 性 能 。 改 文献 。 对 贝 氏体 铁 素 体 精 细 结 构 进 行 了仔 细 。 。 的观察 , 多 数 涉 及 它 的 形 貌 和 表 面 浮 凸 。关 于 贝 但 氏体铁 素 体 与 奥 氏 体 的 取 向 关 系 , 期 S i 早 mt h和 Mel 提 出 : 中上 贝 氏体 铁 素体 与 奥 氏体 的取 向 h 钢
钢中各种组织硬度
一马氏体590HV ,53HRC;贝氏体345HV,36HRC;索氏体31.5--32HRC,310--332HV;二要看楼主问的是什么钢种,在什么情况下得到的什么组织才比较好回答。
不同的钢种,同样是铁素体、珠光体、马氏体、贝氏体、索氏体、屈氏体,使得到的硬度也不尽相同。
相同的钢种,在不同热处理工艺下得到的铁素体、珠光体、马氏体、贝氏体、索氏体、屈氏体的硬度也不尽相同。
即使相同钢种、相同的热处理工艺,得到相同的组织,硬度有的也有稍微有点差别。
铁素体一般200HV以下。
三。
共析钢连续冷却与等温转变结果的比较连续冷却等温冷却冷却速度(℃/分)转变产物硬度(HB)等温转变温度(℃)转变产物硬度(HRC)1 粗片珠光体 180 717 粗片珠光体760 珠光体 230 675 珠光体 22600 索氏体 250 648 索氏体 283000 屈氏体 350 593 屈氏体 33奥氏体分解温度与转变产物的硬度关系奥氏体分解温度(℃)组织名称分解产物硬度(HRC)717 粗片珠光体7704 片状珠光体 15675 细片状珠光体 22648 索氏体 28593 屈氏体 33450 上贝氏体 44300 下贝氏体 55200 马氏体 63教你如何用WORD文档(2012-06-27 192246)转载▼标签:杂谈1. 问:WORD 里边怎样设置每页不同的页眉?如何使不同的章节显示的页眉不同?答:分节,每节可以设置不同的页眉。
文件――页面设置――版式――页眉和页脚――首页不同。
2. 问:请问word 中怎样让每一章用不同的页眉?怎么我现在只能用一个页眉,一改就全部改了?答:在插入分隔符里,选插入分节符,可以选连续的那个,然后下一页改页眉前,按一下“同前”钮,再做的改动就不影响前面的了。
简言之,分节符使得它们独立了。
这个工具栏上的“同前”按钮就显示在工具栏上,不过是图标的形式,把光标移到上面就显示出”同前“两个字来。
上贝氏体与下贝氏体的形成温度
上贝氏体与下贝氏体的形成温度
上贝氏体与下贝氏体是金属材料中常见的两种组织形态,它们的
形成与材料的加热冷却过程密切相关。
下面,我们将分别介绍上贝氏
体和下贝氏体的形成温度。
上贝氏体是一种由针状铁素体和退火球状堆晶体组成的组织形态,通常在高温下形成。
其形成温度与钢种、碳含量、合金元素等因素有关。
一般而言,上贝氏体的形成温度在800℃以上。
对于低碳钢,上贝氏体的形成温度较高,需要在高温条件下进行加热处理,使钢材中的
碳原子扩散至晶界处,最终形成上贝氏体组织。
而对于高碳钢和合金钢,由于其中的合金元素含量较高,钢材的形成温度较低,通常在800℃至1000℃之间。
下贝氏体是一种由板状铁素体与碳化物共同组成的组织形态,通
常在中低温下形成。
其形成温度与钢种、碳含量、合金元素等因素也
有关。
一般而言,下贝氏体的形成温度在500℃至800℃之间。
对于低
碳钢,下贝氏体的形成温度较低,需要在适当的温度条件下进行加热
处理,使钢材中的碳原子扩散至晶界处,最终形成下贝氏体组织。
而
对于高碳钢和合金钢,由于其中的合金元素含量较高,钢材的形成温
度稍高一些,一般在600℃左右。
总之,上贝氏体和下贝氏体的形成温度与钢材的材质、碳含量、
合金元素等因素有关,不同的钢材在不同的温度范围内形成不同的组
织形态。
为了制造出所需的钢材,我们需要在恰当的温度条件下进行
加热处理,使钢材中的碳原子扩散至晶界处,最终形成所需的组织结构。
钢中常见组织之贝氏体
钢中常见组织之贝氏体贝氏体:bainite又称贝茵体。
钢中相形态之一。
钢过冷奥氏体的中温转变产物,α-Fe和Fe3C的复相组织。
贝氏体转变温度介于珠光体转变与马氏体转变之间。
贝氏体转变的基本特征:贝氏体转变兼有珠光体转变与马氏体转变的某些特征。
归纳起来,主要有以下几点:1,贝氏体转变温度范围对应于珠光体转变的A1点及马氏体转变的MS点,贝氏体转变也有一个上限温度BS点。
奥氏体必须过冷到BS以下才能发生贝氏体转变。
合金钢的BS点比较容易测定,碳钢的BS点由于有珠光体转变的干扰,很难测定。
贝氏体转变也有一个下限温度Bf 点,但Bf与Mf无关,即:Bf可以高于MS,也可以低于MS。
2,贝氏体转变产物与珠光体转变一样,贝氏体转变产物也由α相与碳化物组成的两相机械混合物,但与珠光体不同,贝氏体不是层片状组织,且组织形态与转变温度密切相关,其中包括α相的形态、大小以及碳化物的类型及分布等均随转变温度而异,就α相形态而言,更多地类似于马氏体而不同于珠光体。
因此,Hehemann称贝氏体为铁素体与碳化物的非层状混合组织。
Aaronson则称之为非层状共析反应产物或非层状珠光体变态。
可以看出,Aaronson强调的是贝氏体转变与珠光体转变一样,都是共析转变,只是因为转变温度不同而导致转变产物的形态不同。
需要特别指出,在较高温度范围内转变时所得的产物中虽然无碳化物而只有α相,但从转变机制考虑,仍被称为贝氏体。
3,贝氏体转变动力学贝氏体转变也是一个形核及长大的过程,可以等温形成,也可以连续冷却形成。
贝氏体等温需要孕育期,等温转变动力学曲线也呈S形,等温形成图也具有“C”字形。
应当指出,精确测得的贝氏体转变的C曲线,明显地是由两条C曲线合并而成的,这表明,中温转变很可能包含着两种不同的转变机制。
4,贝氏体转变的不完全性贝氏体等温转变一般不能进行到底,在贝氏体转变开始后,经过一定时间,形成一定数量的贝氏体后,转变会停下来。
贝氏体钢
贝氏体钢的研究现状与发展前景现在随着科技的发展,社会对对各种材料的需求在举荐的增多,对材料的性能的要求越来越严格,越来越宽广。
然而,钢材是材料的一项大户,所以钢的发展对于才材料发展至关重要,推动整个材料界的发展。
钢铁在热处理过程中的转变主要有三类:1.在较高温度范围的转变是扩散型的,即通过单个原子的独立无规则运动,改变组织结构,其转变产物称之为珠光体,强度低,塑性好;2.钢从高温激冷到低温(Ms温度以下)的转变是切变型的。
即原子阵列式地规则移动,不发生扩散,其转变产物称为马氏体,它具有高强度,但很脆,一般通过回火进行调质;3.介于上述二者之间,在中间温度范围的转变;以其发现者贝茵(Bain)命名称为贝氏体相变,具有贝氏体组织的钢叫贝氏体钢。
同时,很多重要的有色合金,如铜合金、钛合金等都具有和钢铁相似的贝氏体相变。
其中钢中的贝氏体相变是发生在共析钢分解和马氏体相变温度范围之间的中温转变。
鉴于贝氏体相变是固态材料中主要相变形式之一,其转变机制是材料科学理论的重要组成部分。
贝氏体钢和具有贝氏体组织的材料已用于铁路、交通、航空、石油、矿山、模具等国民经济重要部门,并在不断扩大,有可能发展成为下一代高强度结构材料的主要类型之一,因此对其基础和应用基础的研究显得尤为紧迫。
关于贝氏体相变时铁原子的运动方式,最初由柯俊教授等在50年代开展了研究。
认为铁原子的以阵列式切变位移方式(与马氏体相似)转变成新的原子排列的,而溶解的碳原子则发生了超过原子间距的长程扩散进入尚未转变的残留相或在新结构中析出碳化物。
上述切变位移机制已被欧洲、日本和美国这一领域的主要学者所接受,形成了“切变学派”。
但是这个观点,从60年代起受到了美国卡内基麦隆大学学派的挑战,后者认为贝氏体是依靠铁原子扩散和常见的表面台阶移动方式生成的。
在过去的30年中,由于实验研究手段的限制,问题一直未能解决,两个学派陷于相持不下的局面。
鉴于贝氏体转变机制是目前国际上两大学派的争论焦点,澄清这一争论不仅对贝氏体转变及相变理论将是一次重大突破,对贝氏体钢及合金的应用也将起到重要的指导作用。
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所 有 这 些都 可 以 用激 发 形 核一 阶生 长 机制 合理 地 解 台
t fM n B b i i c s e l s e h b t d i o p r o t o B s e l . en w ic v re fmo p o o y mir s r c u e・ yo — a n t t e s wa x i ie n a c m a i n wi M — t e s Th e d s o e iso r h l g , c o t u t r i s h f e s r c u e a d u t a f e sr c u e a d t e r e fc n t e f a t r r c s f s e l r r p s d Th e s n wh n B i t u t r n lr — i t u t r n h i fe to h r c u e p o e s o t e s a e p o o e . e r a o y M — n n
方鸿 生等人 7 o年 代 初 发 明的 MnB 系 空 冷 贝 氏 体 — 钢[ , 1 以其低 成本 、 ] 高性 能 、 高效益 等优 点 , 已规 模生 产 , 发
展 日益 加 快 。与 英 国 的 P B Pc eig和 K..rie 5 . .i r k n JIvn 在 O年
钢在相当宽的连续冷却 速度 范围内获得 贝氏体组织l 。 — 9 MoB ]
工序 。从 而节约大量的热处理 费用 , 与热加工工艺结合 , 将大
幅 度 降低 成 本 。 2 大 量 节 约 能 源 。3 免 除淬 火过 程 产 生 的 变 () () 形 、 裂 、 化 和 脱 碳等 缺 陷 。4 产 品整 体 硬 化 , 韧 性 好 , 开 氧 () 强 综 合 力学性能 优 良。() 用上量大 面广 。() 少 环境污 染 。 5使 6减 () 分 产 品 可将 冶 金 生 产 与 机 械 生 产 的 工 艺 流 程 合 并 , 现 7部 实
3 2 贝氏体 钢的 扫描 电镜 双磨 面显 微 组织 .
图 2是 图 1 金 相 组 织 对 应 的 双 磨 面 S 各 EM 照 片 。蜀 2 b 中, 瞎面 的一侧呈 长条形 , 一侧呈 块状 , 明 上f 双 另 说 』 1氏体 亚 片条三 维形态 为板条状 ; 2 图 d中 , 贝 氏体 在 双 磨面 两 侧 均 下 呈 长 条 形 , 而 证 明 下 贝 氏 体 片 条 及 其 亚 片 条 的 二 维 貌 为 从 片状 。 得 注 意 的 是 , 2 示 的 贝 氏体 , 片 条 在 双 襄 面左 值 图 c所 亚 侧 呈 长 条 形 , 侧 形 状 既 不 是 块 状 , 不 是 长 条 形 , 是 介 于 右 又 而 块 状 与长 条 形 之 间 的 短 棒 状 , 说 明 此 贝 氏体 三 维 形 介 于 这 上 贝 氏 体 和 下 贝 氏 体 之 间 , 中 间 态 贝 氏 体 (rnin 为 ta s t e b ii ) 这 也 进 一 步 说 明上 、 贝 氏体 之 间是 逐 渐过 的 , a t 。 ne 下 无 明确 差 别 , 本 质 上 是 统 一 的 。 在
的重 要方 向, 它在材料科学与技术上的发展在于 :
( ) 突破 了 空 冷 贝 氏 体 钢 必 须 加 入 Mo W 的 传 统 设 计 1 、
思路 。
( ) 以适 量 M n 在 获 空 冷 贝 氏体 的 同 时 , 著 降 低 贝 氏 2 , 显 体 相 变 温 度 ( s , 韧 增 强 , Mo B系 贝 氏体 钢 达 同 样 效 果 B )增 而 — 则需复合 金化 , 大成 本 。 增
系 贝 氏体 钢 的 出现 受到 世 人很 大 重视 。 因 Mo原 料 价 昂 , 但 同
时又 因 MoB钢 贝氏体起始 转变温 度 B 高 , 品强韧性 差 , — s 产 为降低 B s温度 , 必需将 MoB钢复 合金 化, 而进一 步提高 — 从
价格 , 应用及发展受到限制 。 故 我 国方 鸿 生等 于 7 代 初 , 现 Mn在 一 定 含 量 时 , O年 发 可
ห้องสมุดไป่ตู้
氏体 钢 , Mo对 中温转变推 迟作用 显著低 于高温转 变 , B可显 著推迟铁 素体转变 , 对中温转变影响小 。 Mo与 B结合 就可使
方鸿生 : 教授 , 获国家发 明二等奖等 1 4项奖 励, 8项国 内外专 利, 发表 1 0余篇文章 。收稿 日期 :9 8年 4月 7日 6 19
U、J I 、, ~ 、,
B i ii ir s r c u e a d M n B Bh n tc S e l a n tc T c 0 t u t r n — i ii t es
F n n s e 1 a g h n Z e g Ya k n Hu n i fn a g Ho g h n, o Xin z e g, h n n a g, a g Jn e g 3
维普资讯
贝氏体 京04 组 0贝 大材科与程 北 1与)氏体 学料 学工系( 织0 8
、燕 进 一 c j 康黄峰 1 Z 郑 , 2,
关 词M蟠 ’ 塑—— 分 性 应 ’ I ’ 键 .n ・‘塑 - 墼~成 与 能 用 ’签 —— _— 一 g 几 - 刁 x J
( )突破 了空冷 贝氏体钢 限于低碳 为主的传统 , 3 已发展
有 不 同性 能 和 用 途 的 中高 碳 、 碳 、 中 中低 碳 、 碳 贝 氏体 钢 。 低 组 合 不 同碳 量 的 各 类 贝 氏体 , 括 : 状 贝 氏 体 、 碳 贝 氏体 、 包 粒 低 中 碳 贝氏体 、 碳 化物 贝氏体、 氏体/ 氏体等 , 其 所长 , 无 贝 马 用 组 成 不 同 类 型 的 复 相 组 织 , 获 得 不 同 优 良性 能 的 MnB 贝 氏 以 — 体 钢 系列 钢 种 1 种 。 0
使过冷奥 氏体等温 转变 曲线上存在明显的河湾 , 使钢 的上、 下 C曲线分离 , Mn与 B相结合 , 使高温转变孕育 期 明显长于 中
温 转 变 , 功 地 用 普 通 元 素 合 金 化 , 明 出 MnB 系 空 冷 贝 氏 成 发 — 体钢 [ 。Mn的 原 料 价 格 为 Mo的 1 3 ~ 12 , 以 它 在 推 /O /5所 广 应 用 产 业 化 中显 示 突 出优 势 , 展 迅 速 , 为 贝 氏 体 钢 发 展 发 成
全工序“ 短生产流程” 超 。钢厂直接 出产 品, 效益附加值更 高 , 产生显著的经济及社会 效益 。
2 MoB 系 与 MnB 系 贝 氏体 钢 的 比 — —
较
5 O年 代 , 国 P B Pc eig等 发 明 了 MoB 系 空 冷 贝 英 . .i r k n —
3 贝 氏体 钢 的组 织
3 I 贝氏体 钢 的光学 显微 组织 .
众 所 周 知 , 不 同温 度 区 间 等 温 可 得 到 不 同形 态 的 贝 氏 在 体 组 织 , 图 1所 示 的 中 低 碳 MnB 系 贝 氏体 钢 的 各 种 贝 氏 如 — 体 光 学 显 微 组 织 。 l 由奥 氏体 化 温 度 连 续 空 冷 得 到 的 粒 图 a是
体组织 、 精细结构及成分 设计与强韧性的关 系及新 进展 。
1 贝 氏体 钢 的优 点
贝 氏 体 钢 是 一 种 热 加 工 后 空冷 所得 组 织 为 贝 氏体 或 贝 氏 体 / 氏体 复 相 组 织 的 钢 类 。它 的 主 要 优 点 概 括 如 下 : 马 ( ) 热 成 型 后 空 冷 自硬 , 免 除 传 统 的 淬 火 或 淬 火 回 火 1 可
所 示 为 3 0 等 温 得到 的 针 状 下 贝 氏 体 。 般 认 为 , 0℃ 一 各 形 怠
的 贝氏体的性质是不 同的, 成机制也各不相 同。然 赢. 1 形 图 C
所 示 的 贝 氏体 是 经 3 0 5 ℃等 温 得 到 的 , 中 黑 色 片条 变 窄 . 图 尤 其 是 图 中 箭 头 所 指 的 贝 氏体 , 似 呈 针 状 , 态 介 j 贝 氏 近 形
Ke r s M n B b i ii s e l , c o t u t r , o p st n a d p o e t a p ia i n y wo d : — a n t t e s mir s r c u e c m o ii n r p r y, p l t c o c o
代发 明的 MoB系贝氏体钢 相 比[ , — 5 Mn的原料 价格 为 Mo ]
的 13 ~ 1 z , B 点 低 , 明 MnB 系 贝 体 钢 的 技 术 和 效 /O /5且 s 表 —
益的优越性 。我 国在 空冷 贝氏体钢技术上 已在 国际上 处于领
先 水 平 。目前 , — 系 空 冷 贝 氏 体 钢 发 展 成 为 低 碳 、 MnB 中低 碳 、 中碳、 高碳等 贝氏体钢 系列 , 广泛 应用于许 多工业领 域 。 中 已 本 文 将 介 绍 MnB 系 贝 氏体 钢 的 最 新 发 展 及 前 景 , 述 贝 氏 — 阐
体和 下贝氏体之间 , 们称之 为中间态贝 氏体 。 比图 1 我 对 中一 系列形态各 异的 贝氏体 , 以发现 , 可 随着 等温温度 的降低 , 各 贝氏体 的亚 片条逐 渐变 细 , 片条组成 的束逐渐变细 , 片条 亚 亚
相互 之 间 的 间距 也 变 小 , 致 于 光 镜 下 不 能 分 辨 出 下 f 氏 体 以 ! 的 亚 片 条 。这 说 明 , 种 形 貌 的 贝 氏 体 在 形 态 上 是 连 续 过 渡 各 的 , 们之 间无 本 质 区别 , 在 图 2的 双 磨 面 S M 图 豫 由将 它 这 E 更清楚地显示 。
2
状 贝氏体 , 断续条状 小岛近似 平行排 列于条状 贝氏体铁 素体 基体上【 ; 1 - 图 b是 4 0C 温 得 到 的 羽 毛 状 卜贝 氏体 ; 1 0 等 图 d