马氏体与贝氏体转变异同点
马氏体与贝氏体转变异同点
马氏体与贝氏体转变有哪些异同点?(1)二者转变都有一个转变温度区,马氏体转变对应于M s~M f,贝氏体转变与B s~B f点。
(2)贝氏体转变可等温进行,而钢中马氏体转变是非恒温性的,即马氏体转变是在不断降温的条件下才能进行。
由此可见,马氏体转变量是温度的函数,而与等温时间无关。
(3)马氏体转变只有点阵改组而无成分的改变,如钢中的奥氏体转变为马氏体时,只是点阵由面心立方通过共格切变改组成体心立方(或体心正方),因而马氏体的成分与奥氏体的成分完全一样。
这种母相(奥氏体)以均匀切变方式转变为新相(马氏体)的转变称为无扩散型相变—现在各种合金中广泛地叫做马氏体转变。
此时钢中的铁、碳原子均无扩散,而贝氏体转变只有碳原子的扩散,而无铁原子和合金元素的扩散。
这种中温转变包含着两种不同机制的转变,贝氏体为两相混合物组织,而马氏体是单相组织。
(4)贝氏体中铁素体在形成时,与马氏体转变一样,在抛光面上均引起浮凸。
所不同的是马氏体浮凸呈“N”形,而贝氏体中铁素体的浮凸呈“V”形或“A”形。
贝氏体的晶体学特征,其中包括位向关系与惯习面等与马氏体接近。
(5)二者转变均存在不完全性,即转变不能进行到终了。
马氏体转变还具有可逆性,即快速反向加热不到A1点发生逆转变珠光体、贝氏体和马氏体的组织和性能有什么区别?珠光体转变是奥氏体在过冷度不大的情况下发生的共析转变,C和金属原子都可以的扩散;珠光体组织是铁素体和碳化物的机械混合物,通常形态为层片装状碳化物加铁素体组织,其层片的厚度及完整程度主要取决于转变过冷度,在特殊情况下也生产碳化物也生产粒状,形成粒状珠光体。
马氏体转变是奥氏体快速冷却到马氏体转变点以下,发生切变,形成过饱和C的α-Fe固溶体,转变中C和金属原子都来不及扩散,由于过饱和的C使晶格发生畸变,钢在受力时位错运动受到阻碍,由此提高钢的强度。
贝氏体转变介于珠光体与马氏体转变之间,但目前对此转变的机制还存在争议,但在贝氏体转变中主要C可扩散,金属原子不发生扩散,根据奥氏体过冷度的不同和C扩散能力的不同等条件,生成各种形态贝氏体组织。
马氏体与贝氏体的辨别[最新]
马氏体与贝氏体的鉴别王元瑞(上海材料研究所检测中心,200437)1 马氏体组织形态是一种非扩散型相变,是提高钢的硬度、强度的主要途径。
1.1板条状马氏体(低碳马氏体):是低、中碳钢,马氏体时效钢,不锈钢等铁系合金中形成的一种典型组织。
亚结构是位错(又称位错马氏体),其形态特征见表1。
1.2片状马氏体(针状马氏体或高碳马氏体):常见淬火高、中碳钢,高镍的Fe-Ni合金中。
亚结构是孪晶,其形态特征见表1。
表1 铁碳合金马氏体类型及其特征特征板条状马氏体片状马氏体形成温度 Ms>350℃ Ms≈200~100℃ Ms<100℃<0.3 1~1.4合金成分(C%)0.3~1时为混合型1.4~2组织形态板条自奥氏体晶界向晶内平行成群,板条宽度0.1~0.2μ,长度<10μ,一个奥氏体晶粒内包含几个(3~5)板条群,板条体之间为小角晶界,板条群之间为大角晶界凸透镜片状(或针状),中间稍厚,初生者较厚较长,横贯整个奥氏体晶粒,次生者尺寸较小,片与片之间互成角度排列。
在初生片与奥氏体晶界之间,片间交角较大,互相撞击,形成显微裂纹同左,片的中央有中脊。
在两个出生片之间常见到“Z”字形分布的细薄片1.3其它马氏体形态:1.3.1蝶状马氏体:在Fe-Ni合金中当马氏体在某一温度范围内形成时会出现,形状为细长杆状,断面呈蝴蝶形,亚结构为高密度位错,看不到孪晶。
1.3.2薄片状马氏体:是在Ms点极低的Fe-Ni-C合金中发现的。
呈非常细的带状,带互相交叉、呈现曲折、分叉等特异形态,由孪晶组成的孪晶型马氏体。
1.3.3ε马氏体:在Fe-Mn合金中,当Mn超过15%时,淬火后形成ε马氏体,它是密排六方结构。
金相形态呈极薄的片状。
2 贝氏体组织形态贝氏体是过饱和铁素体和渗碳体组成的两相混合物。
2.1上贝氏体(B上):是成束的大致平行的条状铁素体和间夹有相平行的渗碳体所组成的非层状组织。
亚结构是位错。
形成温度在贝氏体转变区的上部。
如何区分马氏体和贝氏体
请问如何区分组织中的马氏体和贝氏体
上贝氏体就是在相对高温区相变的;其外观形貌似羽毛状,也称羽毛状贝氏体,冲击韧性较差。
从颜色上来说,下贝氏体易腐蚀,颜色较深,针状马氏体较难腐蚀,颜色较浅,楼主可以轻腐蚀一下看看。
另外相对而言,下贝氏体针较长,针状马氏体针较短。
从显微组织的形态和分布看下贝氏体与高碳钢的回火马氏体非常相似,都呈暗黑色针状,各个针状物之间都有一定的交角。
从形态上区分:马氏体针叶较宽且大,两片针叶相交呈60°角,而下贝氏体针细且短,针的分布较任意,且两叶相交多为55°。
从受侵蚀程度区分:马氏体较下贝氏体难于侵蚀,常用浅(轻)浸蚀法区分,浸蚀后出现的黑色短细针即为下贝氏体。
淬火状态下马氏体呈浅色背景,上面分布着深色的板条。
背景变深,但赶不上先形成的板条,则回火马氏体。
正常浸蚀下:回火马氏体棕黄色。
光镜下:难区别。
电镜下:下贝氏体的碳化物只分布在[121]α一个方向上,回火马氏体中的碳化物分布在两个以上的方向上。
高碳马氏体的惯析面为(225)γ和(259)γ,下贝氏体的惯析面为(112)γ。
马氏体与贝氏体的鉴别
马氏体与贝氏体的鉴别王元瑞(上海材料研究所检测中心,200437)1 马氏体组织形态是一种非扩散型相变,是提高钢的硬度、强度的主要途径。
1.1板条状马氏体(低碳马氏体):是低、中碳钢,马氏体时效钢,不锈钢等铁系合金中形成的一种典型组织。
亚结构是位错(又称位错马氏体),其形态特征见表1。
1.2片状马氏体(针状马氏体或高碳马氏体):常见淬火高、中碳钢,高镍的Fe-Ni合金中。
亚结构是孪晶,其形态特征见表1。
表1 铁碳合金马氏体类型及其特征特征板条状马氏体片状马氏体形成温度 Ms>350℃ Ms≈200~100℃ Ms<100℃<0.3 1~1.4合金成分(C%)0.3~1时为混合型1.4~2组织形态板条自奥氏体晶界向晶内平行成群,板条宽度0.1~0.2μ,长度<10μ,一个奥氏体晶粒内包含几个(3~5)板条群,板条体之间为小角晶界,板条群之间为大角晶界凸透镜片状(或针状),中间稍厚,初生者较厚较长,横贯整个奥氏体晶粒,次生者尺寸较小,片与片之间互成角度排列。
在初生片与奥氏体晶界之间,片间交角较大,互相撞击,形成显微裂纹同左,片的中央有中脊。
在两个出生片之间常见到“Z”字形分布的细薄片1.3其它马氏体形态:1.3.1蝶状马氏体:在Fe-Ni合金中当马氏体在某一温度范围内形成时会出现,形状为细长杆状,断面呈蝴蝶形,亚结构为高密度位错,看不到孪晶。
1.3.2薄片状马氏体:是在Ms点极低的Fe-Ni-C合金中发现的。
呈非常细的带状,带互相交叉、呈现曲折、分叉等特异形态,由孪晶组成的孪晶型马氏体。
1.3.3ε马氏体:在Fe-Mn合金中,当Mn超过15%时,淬火后形成ε马氏体,它是密排六方结构。
金相形态呈极薄的片状。
2 贝氏体组织形态贝氏体是过饱和铁素体和渗碳体组成的两相混合物。
2.1上贝氏体(B上):是成束的大致平行的条状铁素体和间夹有相平行的渗碳体所组成的非层状组织。
亚结构是位错。
形成温度在贝氏体转变区的上部。
珠光体、马氏体和贝氏体的比较
珠光体组织形态:主要为片状珠光体,即是由一片铁素体和一片渗碳体交替堆叠而成。
片层方向大致相同的区域构成“珠光体团”。
一个原奥氏体晶粒内部往往有多个“珠光体团”,同一“珠光体团”内片层取向基本相同。
在珠光体形成的温度区间内,过冷度越大,则珠光体片层间距越小。
位相关系:。
马氏体组织形态:主要分为板条状马氏体和片状马氏体。
(1)板条状马氏体显微组织可用图4-13描述从大到小分为原奥氏体晶粒、马氏体板条束、马氏体板条块、马氏体板条、亚结构(高密度位错)。
(2)片状马氏体显微组织如图4-17其空间形态呈双凸透镜片状,显微组织特征为片间不相互平行,其亚结构主要为孪晶。
片状马氏体片的大小完全取决于奥氏体晶粒大小,片间不相互平行,且片中有明显的中脊。
贝氏体组织形态:主要分为上贝氏体和下贝氏体。
(1)上贝氏体为成簇分布的条状铁素体和夹于条间的断续条状或杆状渗碳体的混合物。
(2)下贝氏体呈暗黑色针状或片状,而且各个针状物之间都有一定的交角,在铁素体片内部有规律的分布着不连续的细片状或粒状碳化物,而在铁素体片边界上也可能有少量的渗碳体形成。
珠光体晶体结构:其是由体心立方结构的铁素体和复杂单斜结构的渗碳体组成。
马氏体晶体结构:马氏体中铁原子本来以体心立方结构排列,加入碳原子后其转变为体心四方结构,且晶体常数随碳原子含量的改变而改变。
贝氏体晶体结构:由体心立方的铁素体和复杂晶体结构的渗碳体组成。
珠光体的相组成:由铁素体和渗碳体两相组成。
铁素体和渗碳体都是片状的,一般铁素体层较渗碳体层厚。
铁素体和渗碳体层交替分布,均匀分布在珠光体中。
同一“珠光体团”内片层取向基本平行了。
铁素体位错密度较小,渗碳体中密度更小,但两相交界处的位错密度较高。
马氏体的相组成:由铁素体组成,但铁素体中的碳含量较高(高于%)铁素体呈板条状或片状。
板条状马氏体多个板条(小角度晶界)形成板条块,板条块之间形成大角度晶界。
C原子在体心立方的八面体间隙处分布,且优先占据第三类亚点阵。
比较贝氏体转变与珠光体转变和马氏体转变的异同
试比较贝氏体转变与珠光体转变和马氏体转变的异同一.组织形态:1.珠光体:珠光体的组织形态特征:珠光体的典型组织特征是由一层铁素体和一层渗碳体交替平行堆叠而形成的双相组织; 根据片层间距的不同,可将珠光体分为三种:珠光体:S0=450-150nm,形成温度为A1-650℃,普通光学显微镜可以分辨;索氏体:S0=150-80nm,形成温度为650-600℃,高倍光学显微镜可以分辨;屈氏体:S0=80-30nm,形成温度为600-550℃,电子显微镜可以分辨;铁素体基体上分布着粒状渗碳体的组织为粒状珠光体;这种组织一般是通过球化退火或淬火后高温回火得到的;在珠光体转变过程中,所形成的珠光体中的铁素体与母相奥氏体具有一定的晶体学位向关系;珠光体中,铁素体与渗碳体之间存在一定的晶体学位向关系;2.马氏体:马氏体的组织形态:错误!.板条马氏体是低、中碳钢中形成的一种典型马氏体组织,其形貌特征可描述如下:在一个原奥氏体晶粒内部有几个3-5个马氏体板条束,板条束间取向随意;在一个板条束内有若干个相互平行的板条块,块间是大角晶界;在一个板条块内是若干个相互平行的马氏体板条,板条间是小角晶界;马氏体板条内存在大量的位错,所以板条马氏体的亚结构是高密度的位错和位错缠结;板条状马氏体也称为位错型马氏体;错误!.片状马氏体是中、高碳钢中形成的一种典型马氏体组织,其形貌特征可描述如下:在一个原奥氏体晶粒内部有许多相互有一定角度的马氏体片;马氏体片的空间形态为双凸透镜状,横截面为针状或竹叶状;在原奥氏体晶粒中首先形成的马氏体片贯穿整个晶粒,将奥氏体晶粒分割,以后陆续形成的马氏体片越来越小,所以马氏体片的尺寸取决于原始奥氏体晶粒的尺寸;片状马氏体的形成温度较低,在马氏体片的周围往往存在着残余奥氏体;片状马氏体的内部亚结构主要是孪晶;当碳含量较高时,在马氏体片中可以看到中脊,中脊面是密度很高的微孪晶区;马氏体片形成时的相互撞击,马氏体片中存在大量的纤维裂纹;3.贝氏体:贝氏体的组织形态:错误!.上贝氏体上贝氏体形成于贝氏体转变区较高温度范围,中、高碳钢大约在350-550℃形成;为成束分布、平行排列的条状铁素体和夹于其间的断续条状渗碳体的混合物;多在奥氏体晶界形核,自晶界的一侧或两侧向晶内长大,具有羽毛状特征;上贝氏体中铁素体的亚结构是位错,其密度比板条马氏体低2-3个数量级,随形成温度降低,位错密度增大;随碳含量增加,上贝氏体中铁素体条增多、变薄,渗碳体数量增多、变细;随转变温度降低,上贝氏体中铁素体条变薄,渗碳体细化;上贝氏体中铁素体条间还可能存在未转变的残余奥氏体;错误!.下贝氏体下贝氏体形成于贝氏体转变区较低温度范围,中、高碳钢大约在350℃-Ms之间温度形成;下贝氏体是由过饱和片状铁素体和其内部沉淀的渗碳体组成的机械混合物;铁素体片空间呈双凸透镜状,截面为针状或竹叶状,片间呈一定角度,可在奥氏体晶界形核,也可在奥氏体晶内形核;下贝氏体的铁素体中碳化物细小、弥散、呈粒状或条状,沿着与铁素体长轴成一定角度平行排列;错误!.粒状贝氏体粒状贝氏体是低碳或中碳合金钢在上贝氏体转变区上限温度范围内形成的一种贝氏体组织;粒状贝氏体组织特征是:在粗大的块状或针状铁素体内或晶界上分布着一些孤立小岛,小岛形态呈粒状或长条状;这些小岛在贝氏体刚刚形成时是富碳奥氏体,冷却时可分解为珠光体、马氏体或保留为富碳奥氏体;粒状贝氏体中铁素体的亚结构为位错;错误!.无碳化物贝氏体无碳化物贝氏体一般产生于低碳钢或硅、铝含量较高的钢中;无碳化物贝氏体是由大致平行的条状铁素体和条间富碳奥氏体或其转变产物组成的;形成时也会出现表面浮凸,铁素体中亚结构时位错;错误!.柱状贝氏体柱状贝氏体一般产生于高碳钢中,形成温度为下贝氏体形成温度;柱状贝氏体中铁素体呈放射状,碳化物分布在铁素体内部;错误!.反常贝氏体反常贝氏体也称反向贝氏体或倒易贝氏体,产生在共析钢中,形成温度略高于350℃; 二.转变特点:1.珠光体:错误!.片状珠光体形成过程当共析钢由奥氏体转变为珠光体时,是由均匀的奥氏体转变为碳含量很高的渗碳体和含碳量很低的铁素体的机械混合物;因此,珠光体的形成过程,包含着两个同时进行的过程:一个是通过碳的扩散生成高碳的渗碳体和低碳的铁素体;另一个是晶体的点阵重构;由面心立方体的奥氏体转变为体心立方题点阵的铁素体和复杂单斜点阵的渗碳体;错误!.粒状珠光体的形成过程粒状珠光体是通过渗碳体球化获得的;在略高于的温度下保温将使溶解的渗碳体球化,这是因为第二项颗粒的溶解度与其曲率半径有关,与渗碳体尖角处相接触的奥氏体中的碳含量较高,而与渗碳体平面处相接触的奥氏体的含碳量较低,因此奥氏体中的C原子将从渗碳体的尖角处向平面处扩散;扩散的结果,破坏了相平衡;为了恢复平衡,尖角处将溶解而使曲率半径增大,平面处将长大而使曲率半径减小,一直逐渐成为颗粒状;从而得到在铁素体基体上分布着颗粒状渗碳体组织;然后自加热温度缓冷至以下时,奥氏体转变为珠光体;转变时,领先相渗碳体不仅可以在奥氏体晶界上成核,而且也可以从已存在的颗粒状渗碳体上长出,最后得到渗碳体呈颗粒状分布的粒状珠光体;这种处理称为“球化退火”;2.马氏体:马氏体相变的主要特点:错误!.切变共格和表面浮凸现象:奥氏体向马氏体晶体结构的转变是靠切变进行的,由于切变使相界面始终保持共格关系,因此称为切变共格;由于切变导致在抛光试样表面在马氏体相变之后产生凸起,即表面浮凸现象;错误!.马氏体转变的无扩散性:原子不发生扩散,但发生集体运动,原子间相对运动距离不超过一个原子间距,原子相邻关系不变;转变过程不发生成分变化,但却发生了晶体结构的变化;转变温度很低,但转变速度极快;错误!.具有一定的位向关系和惯习面:位向关系:K-S关系:{111}γ氏体转变是在一个温度范围内完成的:马氏体转变是奥氏体冷却的某一温度时才开始的,这一温度称为马氏体转变开始温度,简称Ms点;马氏体转变开始后,必须在不断降低温度的条件下才能使转变继续进行,如冷却中断,则转变立即停止;当冷却到某一温度时,马氏体转变基本完成,转变不再进行,这一温度称为马氏体转变结束温度,简称Mf点;从以上分析可以看出,马氏体转变需要在一个温度范围内连续冷却才能完成;如果Mf点低于室温,则冷却到室温时,将仍保留一定数量的未转变奥氏体,称之为残余奥氏体;错误!.马氏体转变的可逆性:在某些合金中,奥氏体冷却转变为马氏体后,重新加热时,已经形成的马氏体又可以通过逆向马氏体转变机构转变为奥氏体;这就是马氏体转变的可逆性;将马氏体直接向奥氏体转变的称为逆转变;逆转变开始温度为As点,终了温度为Af点;Fe-C合金很难发生马氏体逆转变,因为马氏体加热尚未达到As点时,马氏体就发生了分解,析出碳化物,因此得不到马氏体逆转变;3.贝氏体:贝氏体转变的基本特征:错误!.贝氏体转变需要一定的孕育期,可以等温形成,也可以连续冷却转变;错误!.贝氏体转变是形核长大过程;铁素体按共格切变方式长大,产生表面浮凸;碳原子可以扩散,铁素体长大速度受碳扩散控制,速度较慢;错误!.贝氏体转变有上限温度B s和下限温度B f;错误!.较高温度形成的贝氏体中碳化物分布在铁素体条之间,较低温度形成的贝氏体中碳化物主要分布在铁素体条内部;随形成温度下降,贝氏体中铁素体的碳含量升高;错误!.上贝氏体转变速度取决于碳在奥氏体中的扩散速度;下贝氏体转变速度取决于碳在铁素体中的扩散速度;错误!.上贝氏体中铁素体的惯习面是111γ;下贝氏体铁素体的惯习面是225γ;贝氏体中铁素体与奥氏体之间存在K-S位向关系;三.转变热力学:1.珠光体:珠光体转变的动力是体系自由能的下降,其大小取决于转变温度;过冷度越大,转变驱动力越大;珠光体转变温度较高,铁和原子扩散能力较强,都能扩散较大的距离,珠光体又是在位错等微观缺陷较多的晶界形成,相变需要的自由能较小,所以,在较小的过冷度时就可以发生珠光体转变;2.马氏体:相变驱动力:过冷奥氏体转变为马氏体有两个必要条件:一是必须快冷,避免珠光体转变发生;二是必须深冷,到马氏体开始转变温度以下,马氏体转变才能发生;马氏体转变的驱动力是在转变温度下奥氏体与马氏体的自由能差,而转变阻力是界面能和界面弹性应变能;马氏体相变新相与母相完全共格,同时体积效应很大,因此界面弹性应变能很大;为了克服这一相变阻力,驱动力必须足够大;因此马氏体相变必须有很大的过冷度;3.贝氏体:贝氏体转变是一个有碳原子扩散的共格切变过程,兼具珠光体和马氏体转变特征;和其它相变一样,贝氏体转变的热力学条件也是驱动力和阻力分析;贝氏体转变的驱动力是体系的自由能差,阻力包括界面能和界面弹性应变能;贝氏体转变需要共格切变,因此弹性应变能阻力非常大,按照马氏体转变热力学分析,只有在Ms点以下相变驱动力才能克服阻力发生相变;一方面,在贝氏体相变时,碳在奥氏体中发生预先扩散,重新分布;由于碳的扩散,降低了形成贝氏体中铁素体的碳含量,使铁素体的自由能降低,增大了新旧两相的自由能差,提高了相变驱动力;另一方面,碳原子从奥氏体中析出,使奥氏体中出现贫碳区,降低了切变阻力,使切变可以在较高温度发生;贝氏体转变也有温度区间,上限温度为B s,下限温度为B f,两个温度都随碳含量的提高而降低;四.转变动力学:1.珠光体:错误!.珠光体转变有孕育期;随转变温度降低,孕育期减小,某一温度孕育期最短,温度再降低,孕育期又增加;随转变时间增加,转变速度提高,当转变量超过50%时,转变速度又逐渐降低,直至转变完成;错误!.温度一定时,转变速度随时间的延长有一极大值错误!.随转变温度的降低,珠光体转变的孕育期有一极小值,在此温度下转变最快错误!.珠光体转变中合金元素的影响很显著a.对A1点和共析碳浓度的影响除镍和锰以外的合金元素可以提高A1温度;当珠光体转变温度一定时,相当于提高了过冷度,降低了珠光体片层间距;所有合金元素都使钢的共析碳浓度降低;b.对珠光体转变动力学的影响奥氏体中的合金元素使珠光体转变的孕育期增大,转变速度降低;只有合金元素在奥氏体化过程中溶入奥氏体,才能起到提高过冷奥氏体稳定性的作用;C.对珠光体转变过程的影响合金元素在奥氏体中扩散速度很慢,降低珠光体的转变速度;合金元素降低了铁原子的结构转变速度,从而降低珠光体转变速度;合金元素降低碳在奥氏体中的扩散速度,从而降低珠光体转变速度;2.马氏体:马氏体转变主要有四种方式:降温转变,爆发式转变,等温转变,表面转变错误!.碳钢和低合金钢中的马氏体降温转变:马氏体转变必须在连续不断的降温过程中才能进行,瞬间形核,瞬间长大;形核后以极大的速度长大到极限尺寸,相变时马氏体量的增加是由于降温过程中新马氏体片的形成,而不是已有马氏体的长大;马氏体转变量是温度的函数,取决于冷却达到的温度,与在某一温度停留时间无关;马氏体转变导致体积膨胀,使剩余的奥氏体受到压应力,发生塑性变形,产生强化,继续转变为马氏体的阻力增大;因此在某一温度马氏体转变结束后,要继续转变,必须继续降温,提供更大的相变驱动力;这就是马氏体转变一般为降温转变的原因;错误!.Fe-Ni合金中的爆发式转变:M s点低于0℃的Fe-Ni合金冷却到0℃以下的某一温度M b时,马氏体相变突然发生,并伴有声响,放出相变潜热;随Ni含量增加,爆发转变温度下降,爆发转变量提高,后续降温转变速度下降;当Ni含量特别高时,爆发转变量急剧下降;错误!.等温转变:M s点低于0℃的Fe-Ni-Mn合金在低温下可以发生等温转变,转变动力学呈“C”曲线特征,形核需要孕育期,长大速度很快;形核率随过冷度的增大,先增后减;马氏体的等温转变一般不能进行到底,转变到一定量就停止了;随着等温转变的进行,马氏体转变引起的体积变化导致为相变的奥氏体变形,从而使切变阻力增大;因此,必须增加多冷读,增加相变驱动力,才能使相变继续进行;错误!. 表面转变:Ms点略低于0℃的Fe-Ni-C合金在0℃放置时,试样表面会发生马氏体转变;这种在稍高于合金Ms点温度下试样表层发生的马氏体转变称为马氏体表面转变,得到的马氏体为表面马氏体;表面马氏体形成也是一种等温转变,但与等温形核、瞬间长大的等温转变不同,表面转变的形核也需要孕育期,但长大极慢,且习惯面不是{225}r而是{112}r,位向关系为山西关系,形态不是片状而呈条状;3.贝氏体:贝氏体转变主要是等温转变;错误!.贝氏体等温形成动力学具有扩散型相变的特征,其开始阶段形成速度较小,继而迅速增大,转变量达到某一范围时,形成速度趋近于定值,随后又逐渐减小错误!.贝氏体转变的完全程度与化学成分、奥氏体化温度和等温转变温度有关;提高奥氏体化温度和钢的合金化程度会使贝氏体转变不完全性增大,等温转变温度越高,贝氏体转变不完全性越明显;这种贝氏体转变的不完全性也成为贝氏体转变的自制;错误!.上贝氏体铁素体的长大速度,主要取决于其前沿奥氏体内碳原子的扩散度,而下贝氏体转变的速度则主要取决于铁素体内碳化物沉淀的速度;五.机械性能:1.珠光体:钢中珠光体的机械性能,主要决定于钢的化学成分和热处理后所获得的组织形态;共析碳素钢在获得单一片状珠光体的情况下,其机械性能与珠光体的片层间距、珠光体团的直径、珠光体中铁素体片的亚晶粒尺寸和原始奥氏体晶粒大小与着密切的关系;在比较均匀的奥氏体中,片状珠光体主要在晶界成核,因而表征单位体积内晶界面积的奥氏体晶粒大小,对珠光体团直径产生了明显影响;珠光体的片层间距主要是由相变时的能量的变化和碳的扩散决定的;因此与奥氏体晶粒大小关系不大;珠光体团的直径和片层间距越小,强度越高,塑性也越大;其主要原因是由于铁素体与渗碳体片薄时,相界面增多,在外力作用下,抗塑性变形的能力增大;珠光体团直径减小,标明单位体积内片层排列方向增多,使局部发生大量塑性变形引起应力集中的可能性减少,因而既提高了强度又提高了塑性;如果钢中的珠光体是在连续冷却过程中形成的,转化产物的片层间距大小不等,则引起抗塑性变形能力的不同,珠光体片层间距大的区域,抗塑性变形能力小,在外力作用下,往往首先在这些区域产生过量变形,出现应力集中而破裂,使钢的强度和塑性都降低;在退火状态下,对于相同碳含量的钢,粒状珠光体比片层状珠光体常具有较少的相界面,其硬度、强度较低,塑性较高;2.马氏体:钢中马氏体最主要的特性就是高强度、高硬度,其硬度随碳含量的增加而升高;但当碳含量达到%时,淬火钢的硬度接近最大值;碳含量进一步增加时,虽然马氏体硬度会有所提高,但残余奥氏体量增加,使钢的硬度反而下降;近年来对马氏体高强度的本质进行了大量的研究工作,认为引起马氏体高强度的原因是多方面的,其中主要包括相变强化、碳原子的固溶强化和时效强化等;马氏体的韧性主要决定于它的亚结构;因此位错型马氏体具有良好的韧性,而孪晶马氏体之所以韧性差,可能是与孪晶亚结构的存在及在回火时碳化物沿孪晶面析出呈不均匀分布有关;马氏体的相变塑形是随着应力的增长而不断增长的;同时马氏体相变所诱发的塑形还可显著提高钢的韧性;关于马氏体的相变诱发塑形,可从如下两方面加以解释:1、由于塑性变形而引起的局部区域应力集中,将由马氏体的形成而得到松弛,因而能够防止微裂纹的形成;2、在发生塑性变形的区域,有形变马氏体形成,形变强化指数增大,从而使已经发生塑性变形的区域继续发生变形困难,故而能抑制颈缩的形成;3.贝氏体:贝氏体的强度随转变温度的降低而升高;在低碳上贝氏体中,强度实际上完全由贝氏体铁素体的尺寸所控制;只有下贝氏体或高碳上贝氏体中,碳化物的弥散强化才有比较明显的贡献;在低碳钢中,上贝氏体的冲击韧性比下贝氏体的低,以及从上贝氏体过渡到下贝氏体时,脆性转折温度突然下降;工业上经贝氏体处理的钢件的机械性能,主要通过等温处理温度来控制;当等温温度低于400 时,主要形成下贝氏体,在这个温度范围内,随等温温度升高,上贝氏体量有所增加,因此强度、硬度稍有降低,而塑性、韧性很少增高甚至还有所降低;当温度高于400 时,由于主要形成上贝氏体,因此随温度升高,不仅硬度、强度降低,而且韧性、塑性也明显下降;但当等温温度高于450 时,由于过冷奥氏体转变为贝氏体的稳定性增大,在随后冷却时却有可能部分转变为马氏体或在等温室可能有珠光体形成;因而,随等温温度继续升高,硬度和强度也随之有所升高,但塑性和韧性将继续降低;贝氏体机械性能主要是受到α-Fe和渗碳体的影响;除此之外还受到如下的一些非贝氏体组织的影响:1、残余奥氏体的影响;2、马氏体回火马氏体的影响;3、珠光体转变产物的影响;4、针状铁素体及上贝氏体的影响;。
贝氏体转变和马氏体转变和珠光体转变的区别
贝氏体转变和马氏体转变和珠光体转变的区别
贝氏体转变、马氏体转变和珠光体转变是金属材料中常见的组织变化,在工程制造和材料科学中都有重要的应用。
贝氏体转变指的是钢材在加热过程中的组织转变,由低温的铁素体转变为高温的贝氏体。
在从铁素体到贝氏体的转变过程中,钢材的微观组织形态发生了重大改变。
钢材的晶粒也随着组织的转变而发生了明显的变化。
钢材在加热过程中晶粒逐渐增大,直到达到最终贝氏体组织。
马氏体转变是一种金属材料的组织转变,由奥氏体向马氏体的转变。
这种组织转变是钢材经过淬火后的过程。
钢材处于高温状态时,铁素体通过加快冷却速度,形成奥氏体,进一步经过淬火、冷却速度更快,就可能形成马氏体。
马氏体对强度和硬度的提升有很大作用。
珠光体转变是一种金属材料的组织转变,由马氏体向珠光体的转变。
当金属材料处于温度较高的状态时,马氏体会缓慢地向珠光体转变。
珠光体的晶粒比马氏体的晶粒要细小得多,这就意味着珠光体的强度和韧性会高于马氏体。
三种转变的区别可以总结如下:
1. 贝氏体转变和马氏体转变是由不同的原因导致的。
贝氏体转变是由温度的变化引起的,而马氏体转变是由冷却速度的变化引起的。
2. 贝氏体和马氏体都是高强度金属材料,但它们的应用场合不同。
贝氏体主要应用于高温下的场合,马氏体主要应用于低温、高应力下的场合。
3. 珠光体转变需要温度较高,速度较缓慢,才能发生。
珠光体对材料的强度和韧性会有很大提升,但需要注意的是,珠光体转变并不能在所有材料中应用。
马氏体与上贝氏体的区别?
马氏体的形态与特点①马氏体形态碳质量分数在0.25%以下时,基本上是板条马氏体(亦称低碳马氏体),板条马氏体在显微镜下为一束束平行排列的细板条。
在高倍透射电镜下可看到板条马氏体内有大量位错缠结的亚结构,所以也称位错马氏体。
当碳质量分数大于1.0%时,则大多数是针状马氏体。
针状马氏体在光学显微镜中呈竹叶状或凸透镜状,在空间形同铁饼。
马氏体针之间形成一定角度(60°)。
高倍透射电镜分析表明,针状马氏体内有大量孪晶,因此亦称孪晶马氏体。
碳质量分数在0.25~1.0%之间时,为板条马氏体和针状马氏体的混和组织。
不同温度产生的不同的相变组织,贝氏体是在中温等温下转变的亚稳态组织,由铁素体和弥散的碳化物组成;上贝氏体就是在相对高温区相变的;其外观形貌似羽毛状,也称羽毛状贝氏体。
冲击韧性较差,马氏体已经解释的很清楚了,就不多说了;二者之间的主要区别就是不同温度,不同形态,上贝氏体是要尽量避免产生的不良组织,而有的马氏体是我们需要获得的一种组织。
马氏体是碳在α-Fe中的过饱和间隙固溶体。
温度区间低于Ms点,过冷奥氏体在该温度下不能在恒温下转变,而是以极大的过冷度连续冷却。
低碳α相和弥散分布的,并与之保持共格关系的ε–碳化物体构成的组织。
根据转变产物形态的不同,马氏体分为板条马氏体和针状马氏体。
贝氏体转变也是形核和长大的过程,发生贝氏体转变时,首先在奥氏体中的贫碳区形成铁素体晶核,其含碳量介于奥氏体和渗碳体之间,为过饱和铁素体。
从形状特征来看,又分为羽毛状、针状和粒状三类。
上贝氏体为羽毛状,即当转变温度较高(550-350℃)时,条片状铁素体从奥氏体晶界向晶内平行生长,随铁素体条伸长和变宽,其碳原子向条间奥氏体富集,最后在铁素体条间析出Fe3C短棒,奥氏体消失,形成上贝氏体。
下贝氏体为针状,即当转变温度较低(350-230℃)时,铁素体在晶界或晶内某些晶面上长成针状,由于碳原子扩散能力低,其迁移不能逾越铁素体片的范围,碳在铁素体的一定晶面上以断续碳化物小片的形式析出,形成下贝氏体。
珠光体、贝氏体、马氏体转变对比
一、组织形态1、珠光体的组织形态共析碳钢加热到均匀的的奥氏体化状态后缓慢冷却,稍低于温度将形成珠光体组织,为铁素体和渗碳体的机械混合物,其典型形态呈片状或层状。
片状珠光体是由一层铁素体与一层渗碳体交替堆叠而成。
片状珠光体组织中,一对铁素体和渗碳体片的总厚度,称为“珠光体片层间距”。
工业上所谓的片状珠光体,是指在光学显微镜下能够明显看出铁素体与渗碳体呈层状分布的组织形态,其片层间距约在0.150.45之间。
透射电镜观察表明,在退火状态下,珠光体中的铁素体位错密度小,渗碳体中的位错密度更小,片状珠光体中铁素体与渗碳体两相交界处的为错密度高,在每一片铁素体中还有亚晶界,构成许多亚晶粒。
工业用钢中,也可以见到铁素体基体上分布着粒状渗碳体组织,称为“粒状珠光体”或“球状珠光体”,一般是经球化退火处理后获得的。
2、马氏体的组织形态a、板条状马氏体板条状马氏体是低、中碳钢,马氏体时效钢,不锈钢等铁系合金中形成的一种典型的马氏体组织。
因其显微组织是由许多成群的板条组成,故称为板条状马氏体。
又因为这种马氏体的亚结构主要为位错,通常也称它为位错型马氏体。
板条状马氏体的显微组织(如图所示),其中A为板条束,成不规则形状,尺寸约为20—35μm,是由若干单个马氏体板条所组成。
一个板条束又可分成几个平行的像图中B那样的区域,呈块状。
块界长尺寸方向与板条马氏体边界平行,块间成大角晶界。
每个块由若干板条组成,每一个板条为一个单晶体。
板条具有平直的界面,并接近于奥氏体的,为其惯习面,相同惯习面的变体平行排列构成板条束。
现已确定这些稠密的板条被连续的高度变形的残余奥氏体薄膜()所隔开。
相邻板条一般以小角晶界相间,也可成孪晶关系,成孪晶关系时条间无残余奥氏体。
透射电镜观察证明,板条马氏体有高密度位错。
有时也会有部分相变孪晶存在,但为局部的,数量不多。
板条状马氏体的显微组织构成随钢和合金的成分变化而改变。
在碳钢中,当碳含量小于0.3%时,原始奥氏体晶粒板条束及束中块均很清楚;碳含量在0.30.5%,板条束清楚,块不清楚;碳含量升高到0.60.8时,板条混杂生成的倾向性很强,无法辨识束和块。
马氏体与贝氏体的判别
马氏体与贝氏体的判别1马氏体组织形态是一种非扩散型相变,是提高钢的硬度、强度的主要途径1.1板条状马氏体(低碳马氏体):是低、中碳钢,马氏体时效钢,不锈钢等铁系合金中形成的一种典型组织。
亚结构是位错(又称位错马氏体),其形态特征见表1。
1.2片状马氏体(针状马氏体或高碳马氏体):常见淬火高、中碳钢,高镍的Fe-Ni合金中。
亚结构是孪晶,其形态特征见表1 表1铁碳合金马氏体类型及其特征1.3其它马氏体形态:1.3.1蝶状马氏体:在Fe-Ni合金中当马氏体在某一温度范围内形成时会出现, 形状为细长杆状,断面呈蝴蝶形,亚结构为高密度位错,看不到孪晶。
FrNiTY合金飲iff状马FeNiCiVMnSiC^金旳媒状马民体氏体1.3.2薄片状马氏体:是在Ms点极低的Fe-Ni-C合金中发现的。
呈非常细的带状,带互相交叉、呈现曲折、分叉等特异形态,由孪晶组成的孪晶型马氏体。
133 马氏体:在Fe-Mn合金中,当Mn超过15%时,淬火后形成 &马氏体,它是密排六方结构。
金相形态呈极薄的片状。
2贝氏体组织形态贝氏体是过饱和铁素体和渗碳体组成的两相混合物 2.1上贝氏体(B上):是成束的大致平行的条状铁素体和间夹有相平行的渗碳体所组成的非层状组织。
亚结构是位错。
形成温度在贝氏体转变区的上部。
中、高碳钢350~550 C,低碳钢温度要高些。
光学显微镜下:看到成束的自晶界向晶内生长的铁素体条,整体看呈羽毛状,分辨不清条间的渗碳体粒子。
低碳钢(0.1%C):铁素体条略宽,渗碳体呈细条状。
中、高碳钢:形态由粒状、链珠状而出现长杆状。
高碳钢( 1.0%C以上):组织似雪花状,基体上由短条铁素体和短杆渗碳体所组成。
随含碳量增加,渗碳体可分布于铁素体之间,也可分布于各个铁素体板条内部。
电镜下观察:看到铁素体和渗碳体两个相。
铁素体之间成小角度晶界(6°~18°), 渗碳体沿条的长轴方向排列成行。
大片铁素体板条群之间成大角度晶界。
【热处理原理与工艺】比较贝氏体转变、珠光体转变和马氏体转变
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y热处理工艺与原理课程名称:热处理工艺与原理题目:比较贝氏体转变、珠光体转变和马氏体转变的异同院系:材料科学与工程班级:1219001班设计者:缪克松学号:1121900133设计时间:2015.04.20哈尔滨工业大学一、产物组成与晶体结构在三种相中都由铁素体与渗碳体组成,其中铁素体为体心立方结构,渗碳体为复杂斜方结构。
马氏体相中由于碳原子的分布使铁原子排布成体心正方结构(要求碳含量大于0.25%)。
在三种相中,碳化物含量:珠光体>贝氏体>马氏体。
二、分类依据组织形貌每种相中有不同的划分,珠光体可分为珠光体、贝氏体、屈氏体。
贝氏体可分为上贝氏体、下贝氏体、粒状贝氏体、无碳化物贝氏体、柱状贝氏体、反常贝氏体、BⅢ贝氏体等。
马氏体可分为板条状马氏体、片状马氏体、蝶状马氏体、薄片状马氏体、ε马氏体等。
三、转变类型及温度珠光体转变是扩散型转变,马氏体转变是非扩散型转变,贝氏体转变既有扩散型相变特点,又有非扩散型相变特点。
珠光体转变温度最高,此温度下碳原子和铁原子都能够发生扩散。
贝氏体转变温度其次,此温度下碳原子可以扩散,铁原子不可以扩散。
马氏体转变温度最低,此温度下碳原子和铁原子都不能扩散。
四、热力学条件在三种转变之中,相变的驱动力都是体系自由能的下降。
珠光体转变是准平衡相变,其过程可以用铁碳平衡相图来分析,阻力并不明显。
马氏体转变是非平衡相变,转变阻力包括界面能和界面弹性应变能,由于过程为共格切变,界面能很小。
由于新相和母相共格,同时具有体积效应,导致具有极大的界面弹性应变能。
因此马氏体相变需要很大的过冷度来提高体系自由能差从而克服阻力。
贝氏体相变介于马氏体相变和珠光体相变之间,一方面,在贝氏体相变时,碳在奥氏体中发生预先扩散,重新分布。
由于碳的扩散,降低了形成贝氏体中铁素体的碳含量,使铁素体的自由能降低,增大了新旧两相的自由能差,提高了相变驱动力。
马氏体 奥氏体 珠光体 贝氏体 的区别
马氏体奥氏体珠光体贝氏体马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称。
马氏体(M)是碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体,是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相。
其比容大于奥氏体、珠光体等组织,这是产生淬火应力,导致变形开裂的主要原因。
马氏体最初是在钢(中、高碳钢)中发现的:将钢加热到一定温度(形成奥氏体)奥氏体(austenite)A、γ是晶体结构:面心立方(fcc)。
是碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体。
奥氏体是一种塑性很好,强度较低的固溶体,具有一定韧性。
不具有铁磁性。
因此,分辨奥氏体不锈钢刀具(常见的18-8型不锈钢)的方法之一就是用磁铁来看刀具是否具有磁性。
古代铁匠打铁时烧红的铁块即处于奥氏体状态。
另外,奥氏体因为是面心立方,四面体间隙较大,可以容纳更多的碳。
珠光体 pearlite 珠光体是奥氏体(奥氏体是碳溶解在γ-Fe中的间隙固溶体)发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体。
得名自其珍珠般(pearl-like)的光泽。
其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相物,也称片状珠光体。
用符号P表示,含碳量为ωc=0.77%。
在珠光体中铁素体占88%,渗碳体占12%,由于铁素体的数量大大多于渗碳体,所以铁素体层片要比渗碳体厚得多.在球化退火条件下,珠光体中的渗碳休也可呈粒状,这样的珠光体称为粒状珠光体。
珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间,强韧性较好.其抗拉强度为750 ~900MPa,180 ~280HBS,伸长率为20 ~25%,冲击功为24 ~32J.力学性能介于铁素体与渗碳体之间,强度较高,硬度适中,塑性和韧性较好。
铁素体(ferrite,缩写:FN,用F表示)即α-Fe和以它为基础的固溶体,具有体心立方点阵。
亚共析成分的奥氏体通过先共析析出形成铁素体。
在碳钢和低合金钢的热轧(正火)和退火组织中,铁素体是主要组成相;室温下的铁素体的机械性能和纯铁相近。
铁素体的强度、硬度不高,但具有良好的塑性与韧性。
铁素体奥氏体贝氏体马氏体珠光体异同
铁素体奥氏体贝氏体马氏体珠光体是金属材料中常见的组织结构形态,在金属材料的热处理过程中会产生不同的组织结构形态,而这些组织结构对金属材料的性能有着重要的影响。
以下将对这些金属材料的组织结构形态进行介绍并对其特点进行比较。
1. 铁素体铁素体是一种由铁和少量的碳组成的金属结构,在室温下呈现面心立方的晶体结构。
铁素体在金属材料中是一种比较稳定的结构形态,具有良好的延展性和韧性,但其硬度和强度相对较低。
2. 奥氏体奥氏体是一种由铁和碳组成的金属结构,在高温下呈现面心立方的晶体结构。
奥氏体在金属材料中具有较高的硬度和强度,但其延展性和韧性相对较低。
3. 贝氏体贝氏体是一种由铁和碳组成的金属结构,在热处理过程中由奥氏体经过一定温度和时间的转变形成的一种组织结构。
贝氏体具有较高的硬度和强度,但其延展性和韧性相对较低。
4. 马氏体马氏体是一种由铁和少量的碳组成的金属结构,在金属材料中具有很高的硬度和强度,但其延展性和韧性相对较低。
马氏体在金属材料中是一种比较不稳定的结构形态,在变形和断裂中容易形成。
5. 珠光体珠光体是一种由铁和碳组成的金属结构,在金属材料中具有良好的韧性和延展性,但其硬度和强度相对较低。
珠光体在金属材料中是一种比较稳定的结构形态,常用于要求良好冲击韧性的零件中。
以上是对铁素体、奥氏体、贝氏体、马氏体和珠光体的简要介绍,下面分别对它们进行比较:1. 硬度和强度奥氏体、贝氏体和马氏体在金属材料中具有较高的硬度和强度,适用于一些对硬度和强度要求较高的零件中。
而铁素体和珠光体在金属材料中的硬度和强度相对较低,适用于一些对韧性和延展性要求较高的零件中。
2. 韧性和延展性铁素体和珠光体在金属材料中具有良好的韧性和延展性,适用于一些对韧性和延展性要求较高的零件中。
而奥氏体、贝氏体和马氏体在金属材料中的韧性和延展性相对较低,容易在变形和断裂过程中产生裂纹。
3. 稳定性铁素体和珠光体在金属材料中是比较稳定的结构形态,容易保持在一定的温度和压力条件下不发生明显的相变。
珠光体转变、马氏体转变、贝氏体转变的特点
珠光体转变、马氏体转变、贝氏体转变的特点下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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珠光体、贝氏体、马氏体转变对比
一、组织形态1、珠光体的组织形态共析碳钢加热到均匀的的奥氏体化状态后缓慢冷却,稍低于温度将形成珠光体组织,为铁素体和渗碳体的机械混合物,其典型形态呈片状或层状。
片状珠光体是由一层铁素体与一层渗碳体交替堆叠而成。
片状珠光体组织中,一对铁素体和渗碳体片的总厚度,称为“珠光体片层间距”。
工业上所谓的片状珠光体,是指在光学显微镜下能够明显看出铁素体与渗碳体呈层状分布的组织形态,其片层间距约在0.150.45之间。
透射电镜观察表明,在退火状态下,珠光体中的铁素体位错密度小,渗碳体中的位错密度更小,片状珠光体中铁素体与渗碳体两相交界处的为错密度高,在每一片铁素体中还有亚晶界,构成许多亚晶粒。
工业用钢中,也可以见到铁素体基体上分布着粒状渗碳体组织,称为“粒状珠光体”或“球状珠光体”,一般是经球化退火处理后获得的。
2、马氏体的组织形态a、板条状马氏体板条状马氏体是低、中碳钢,马氏体时效钢,不锈钢等铁系合金中形成的一种典型的马氏体组织。
因其显微组织是由许多成群的板条组成,故称为板条状马氏体。
又因为这种马氏体的亚结构主要为位错,通常也称它为位错型马氏体。
板条状马氏体的显微组织(如图所示),其中A为板条束,成不规则形状,尺寸约为20—35μm,是由若干单个马氏体板条所组成。
一个板条束又可分成几个平行的像图中B那样的区域,呈块状。
块界长尺寸方向与板条马氏体边界平行,块间成大角晶界。
每个块由若干板条组成,每一个板条为一个单晶体。
板条具有平直的界面,并接近于奥氏体的,为其惯习面,相同惯习面的变体平行排列构成板条束。
现已确定这些稠密的板条被连续的高度变形的残余奥氏体薄膜()所隔开。
相邻板条一般以小角晶界相间,也可成孪晶关系,成孪晶关系时条间无残余奥氏体。
透射电镜观察证明,板条马氏体内有高密度位错。
有时也会有部分相变孪晶存在,但为局部的,数量不多。
板条状马氏体的显微组织构成随钢和合金的成分变化而改变。
在碳钢中,当碳含量小于0.3%时,原始奥氏体晶粒内板条束及束中块均很清楚;碳含量在0.30.5%,板条束清楚,块不清楚;碳含量升高到0.60.8时,板条混杂生成的倾向性很强,无法辨识束和块。
马氏体相变与贝氏体相变
非平衡相转变现象举例1、贝氏体转变一度专指钢中奥氏体在珠光体和马氏体转变温度之间的转变。
这种转变可发生在等温或连续冷却过程中。
转变产物为贝氏体。
近来在非铁合金中也发现有类似钢中的贝氏体型转变(见固态相变、过冷奥氏体转变图)。
1930 年达文波特(E.S.Davenport)和贝茵(E.C.Bain)首次观察到钢经中温等温转变后相变产物的金相组织形态,后人为了纪念贝茵的功绩,将这种组织定名为“贝氏体”(Bain ite)。
1939年梅尔(R.F.Mehl)又把在较高温度和较低温度形成的不同形态贝氏体分别称为上贝氏体和下贝氏体。
由于对贝氏体相变的本质了解不够,贝氏体尚无统一的定义。
贝氏体形貌在经表面抛光的试样上,贝氏体形成后,可出现表面浮突。
(图1)。
按一般合金钢的等温转变图(图 2),上贝氏体是奥氏体在C曲线中贝氏体区(A+B)上部温度范围内的转变产物,其光学显微组织呈羽毛状(图3a),故称羽状贝氏体。
典型的上贝氏体电子显微镜的金相组织由板条状贝氏体铁素C)组成(图3b)。
如果 B a-Fe间分布着体(B a-Fe)和分布其间的断续的渗碳体 (Fe3条(片或膜)状奥氏体或马氏体/奥氏体(M/A)岛(图3c、d),则是转变不完全的上贝氏体。
贝氏体铁素体(B a-Fe)是含碳量极低的固溶体,并且具有一数量的位错。
贝氏体转变时,B a-Fe在奥氏体的一定结晶(惯析)面上首先形成。
图2下贝氏体是奥氏体在 C曲线(图2)中贝氏体区(A+B)下部温度范围的转变产物,其光学金相显微组织呈针状(图4a),故又称针状贝氏体。
电了显微片内一定的结晶(惯析)面上分布着镜的金相组织表现为在贝氏体铁素体Bα-FeC型,与其长轴呈55°~60°方向排列的碳化物(图4b),这些碳化物或是Fe3或是ε型。
与上贝氏体相比,下贝氏体的 B a-Fe碳含量过饱和程度较高,位错密度较大。
当下贝氏体转变时,B a-Fe也在奥氏体的一定结晶(惯析)面上首先形成。
马氏体 奥氏体 珠光体 贝氏体 的区别
马氏体奥氏体珠光体贝氏体马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称。
马氏体(M)是碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体,是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相。
其比容大于奥氏体、珠光体等组织,这是产生淬火应力,导致变形开裂的主要原因。
马氏体最初是在钢(中、高碳钢)中发现的:将钢加热到一定温度(形成奥氏体)奥氏体(austenite)A、γ是晶体结构:面心立方(fcc)。
是碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体。
奥氏体是一种塑性很好,强度较低的固溶体,具有一定韧性。
不具有铁磁性。
因此,分辨奥氏体不锈钢刀具(常见的18-8型不锈钢)的方法之一就是用磁铁来看刀具是否具有磁性。
古代铁匠打铁时烧红的铁块即处于奥氏体状态。
另外,奥氏体因为是面心立方,四面体间隙较大,可以容纳更多的碳。
珠光体 pearlite 珠光体是奥氏体(奥氏体是碳溶解在γ-Fe中的间隙固溶体)发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体。
得名自其珍珠般(pearl-like)的光泽。
其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相物,也称片状珠光体。
用符号P表示,含碳量为ωc=0.77%。
在珠光体中铁素体占88%,渗碳体占12%,由于铁素体的数量大大多于渗碳体,所以铁素体层片要比渗碳体厚得多.在球化退火条件下,珠光体中的渗碳休也可呈粒状,这样的珠光体称为粒状珠光体。
珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间,强韧性较好.其抗拉强度为750 ~900MPa,180 ~280HBS,伸长率为20 ~25%,冲击功为24 ~32J.力学性能介于铁素体与渗碳体之间,强度较高,硬度适中,塑性和韧性较好。
铁素体(ferrite,缩写:FN,用F表示)即α-Fe和以它为基础的固溶体,具有体心立方点阵。
亚共析成分的奥氏体通过先共析析出形成铁素体。
在碳钢和低合金钢的热轧(正火)和退火组织中,铁素体是主要组成相;室温下的铁素体的机械性能和纯铁相近。
铁素体的强度、硬度不高,但具有良好的塑性与韧性。
珠光体、马氏体和贝氏体的比较
之吉白夕凡创作珠光体组织形态:主要为片状珠光体,即是由一片铁素体和一片渗碳体交替堆叠而成。
片层方向大致相同的区域构成“珠光体团”。
一个原奥氏体晶粒内部往往有多个“珠光体团”,同一“珠光体团”内片层取向基底细同。
在珠光体形成的温度区间内,过冷度越大,则珠光体片层间距越小。
位相关系:。
马氏体组织形态:主要分为板条状马氏体和片状马氏体。
(1)板条状马氏体显微组织可用图4-13描述从大到小分为原奥氏体晶粒、马氏体板条束、马氏体板条块、马氏体板条、亚结构(高密度位错)。
(2)片状马氏体显微组织如图4-17其空间形态呈双凸透镜片状,显微组织特征为片间不相互平行,其亚结构主要为孪晶。
片状马氏体片的大小完全取决于奥氏体晶粒大小,片间不相互平行,且片中有明显的中脊。
贝氏体组织形态:主要分为上贝氏体和下贝氏体。
(1)上贝氏体为成簇分布的条状铁素体和夹于条间的断续条状或杆状渗碳体的混合物。
(2)下贝氏体呈暗黑色针状或片状,而且各个针状物之间都有一定的交角,在铁素体片内部有规律的分布着不连续的细片状或粒状碳化物,而在铁素体片鸿沟上也可能有少量的渗碳体形成。
珠光体晶体结构:其是由体心立方结构的铁素体和复杂单斜结构的渗碳体组成。
马氏体晶体结构:马氏体中铁原子原本以体心立方结构排列,加入碳原子后其转变成体心四方结构,且晶体常数随碳原子含量的改变而改变。
贝氏体晶体结构:由体心立方的铁素体和复杂晶体结构的渗碳体组成。
珠光体的相组成:由铁素体和渗碳体两相组成。
铁素体和渗碳体都是片状的,一般铁素体层较渗碳体层厚。
铁素体和渗碳体层交替分布,均匀分布在珠光体中。
同一“珠光体团”内片层取向基本平行了。
铁素体位错密度较小,渗碳体中密度更小,但两相交界处的位错密度较高。
马氏体的相组成:由铁素体组成,但铁素体中的碳含量较高(高于0.0218%)铁素体呈板条状或片状。
板条状马氏体多个板条(小角度晶界)形成板条块,板条块之间形成大角度晶界。
C原子在体心立方的八面体间隙处分布,且优先占据第三类亚点阵。
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马氏体与贝氏体转变有哪些异同点?
(1)二者转变都有一个转变温度区,马氏体转变对应于M s~M f,贝氏体转变与B s~B f点。
(2)贝氏体转变可等温进行,而钢中马氏体转变是非恒温性的,即马氏体转变是在不断降温的条件下才能进行。
由此可见,马氏体转变量是温度的函数,而与等温时间无关。
(3)马氏体转变只有点阵改组而无成分的改变,如钢中的奥氏体转变为马氏体时,只是点阵由面心立方通过共格切变改组成体心立方(或体心正方),因而马氏体的成分与奥氏体的成分完全一样。
这种母相(奥氏体)以均匀切变方式转变为新相(马氏体)的转变称为无扩散型相变—现在各种合金中广泛地叫做马氏体转变。
此时钢中的铁、碳原子均无扩散,而贝氏体转变只有碳原子的扩散,而无铁原子和合金元素的扩散。
这种中温转变包含着两种不同机制的转变,贝氏体为两相混合物组织,而马氏体是单相组织。
(4)贝氏体中铁素体在形成时,与马氏体转变一样,在抛光面上均引起浮凸。
所不同的是马氏体浮凸呈“N”形,而贝氏体中铁素体的浮凸呈“V”形或“A”形。
贝氏体的晶体学特征,其中包括位向关系与惯习面等与马氏体接近。
(5)二者转变均存在不完全性,即转变不能进行到终了。
马氏体转变还具有可逆性,即快速反向加热不到A1点发生逆转变
珠光体、贝氏体和马氏体的组织和性能有什么区别?
珠光体转变是奥氏体在过冷度不大的情况下发生的共析转变,C和金属原子都可以的扩散;珠光体组织是铁素体和碳化物的机械混合物,通常形态为层片装状碳化物加铁素体组织,其层片的厚度及完整程度主要取决于转变过冷度,在特殊情况
下也生产碳化物也生产粒状,形成粒状珠光体。
马氏体转变是奥氏体快速冷却到马氏体转变点以下,发生切变,形成过饱和C的α-Fe固溶体,转变中C和金属原子都来不及扩散,由于过饱和的C使晶格发生畸变,钢在受力时位错运动受到阻碍,由此提高钢的强度。
贝氏体转变介于珠光体与马氏体转变之间,但目前对此转变的机制还存在争议,但在贝氏体转变中主要C可扩散,金属原子不发生扩散,根据奥氏体过冷度的不同和C扩散能力的不同等条件,生成各种形态贝氏体组织。
45钢退火:铁素体+珠光体;45钢正火:铁素体+珠光体;45钢淬火:马氏体;
45钢回火:回火马氏体(低温回火),回火屈氏体(中温回火),回火索氏体(高温回火)。
比较共析钢过冷奥氏体等温转变曲线图和连续转变曲线图的异同点
1.等温转变在整个转变温度范围内都能发生,只有孕育期有长短;但是连续冷却转变却有所谓不发生转变的
温度范围。
T图比TTT图向右下方移动,说明连续冷却发生在更低的温度和需要更长的时间。
3.共析碳素钢和过共析碳素钢在连续冷却转变中不出现贝氏体转变,只发生珠光体分解和贝氏体相变2.钢的过冷奥氏体等温转变曲线的开始温度和终了温度曲线像英文字母C,它描述了奥氏体在等温转变过程中,不同温度和保
温时间下的析出物的规律,称为C曲线或者TTT曲线,而连续冷却曲线是各种不同冷速下,过冷奥氏体转变开始和转变终了温度和时间的关系简称连续冷却转变图或者CCT图。
3.相同点是二者均是过冷奥氏体的转变图解,前者是在一定温度下的等温转变,后者是以一定的冷却速度时的连续转变,二者
在本质上是一致的,转变过程和转变产物的类型基本相互对应。
4.二者的区别在于冷却条件的不同,其显著的区别主要有:
5.一,连续冷却时,过冷奥氏体是在一个温度范围内完成组织转变的,其组织的转变很不均匀,先转变的组织较粗,而后转变
的组织较细,往往得到几种组织的混合物。
6.二,共析钢连续冷却时,只有珠光体的转变而无贝氏体的转变。
原因在于当冷却速度缓慢时,过冷奥氏体将全部转变为珠光
体,当冷却速度过快时,则过冷奥氏体在中温区停留时间还未达到贝氏体转变的孕育区,已经降到Ms点开始转变为马氏体。
7.。