贝氏体的组织形态和晶体学
第5章_贝氏体转变
下B中碳化物也是θ型，但形成温度低时，最初是碳化 物，时间延长，转变为θ碳化物。在含Si钢中，由于Si能 阻止θ碳化物的析出，故B转变时主要析出ε碳化物。
随钢中碳含量的增高，下贝氏体铁素体中沉淀的碳化物 量亦增多，并随形成温度的降低而更趋弥散。当钢中含有 较多稳定奥氏体的合金元素时，在铁素体基体上也可能同 时有残余奥氏体和碳化物存在。
(a)
(b)
图5-7 无碳化物贝氏体
a) 20CrMo，1150℃→535℃ ×800
b) 30CrMnSi，900℃→550℃ ×1000
5.2.2 上贝氏体
1. 形成温度范围 B转变温度区的较高温度区域，对中、高碳钢，
约550~350℃。又称为高温贝氏体。
2. 组织形态 由铁素体和碳化物（主要为渗碳体）组成的两相
5.2 贝氏体的组织形态
一般由F和组成的非层片状组织，形态受钢的化 学成分及形成温度的影响。
无碳化物贝氏体
贝氏体
上贝氏体 下贝氏体
粒状贝氏体
柱状贝氏体
5.2.1 无碳化物贝氏体
钢中含一定量硅或铝时，B组织由板条F及富碳残A组 成，F间为富碳A，F与A内均无碳化物析出，是贝氏体 的一种特殊形态。在光学显微镜下，难与一般上B区别， 只能在透射电子显微镜下区别。
5.2.3 下贝氏体
1. 形成温度范围 B转变区域的低温范围形成，约在350℃以下。碳
含量低时，形成温度可略高于350℃。又称为低温贝 氏体。
2. 组织形态 由铁素体和碳化物组成的两相非层片状混合物。
最显著的差异是F形态及碳化物的分布。 下贝氏体F的形态与M很相似，亦与奥氏体的碳含
原理第8章 贝氏体转变
第五章 贝氏体转变
1、恩金贝氏体相变假说
恩金认为贝氏体相变应属于马氏体相变性质，由于随后回火析出碳化物而 形成贝氏体，提出了贫富碳理论假说。 该假说认为，在贝氏体相变发生之前，奥氏体中已经发生了碳的扩散重新 分配，形成了贫碳区和富碳区。在贫碳区发生马氏体相变而形成低碳马氏体，
然后马氏体迅速回火形成过饱和铁素体和渗碳体的机械混合物，即贝氏体。
第五章 贝氏体转变
无碳化物贝氏体
第五章 贝氏体转变
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；
晶体学特征及亚结构：
上贝氏体中的铁素体形成时可在抛光试样表面形成浮突。上贝氏体中铁素 体的惯习面为{111}，与奥氏体之间的位向关系为 K-S关系。碳化物的惯习面 为{227}，与奥氏体之间也存在一定的位向关系，因此 一般认为碳化物是从奥氏体中直接析出的。 亚结构为位错，位错密度较高，能形成缠结。
第五章 贝氏体转变
2、柯俊贝氏体相变假说（热力学）
相变时自由能的变化： Δ G=－VΔ GV+Δ GD+Δ GS+E 从上式来看，M相变可以发生的条件是Δ G<0，但由于M相变的热滞较大，所 以M相变只能在Ms以下的温度才能发生。
如果在转变过程中，能使Δ Gv升高（即绝对值增大）使E（弹性应变能）降
物则被称为贝氏体。
英文名称Bainite，用B表示。
第五章 贝氏体转变
热处理之贝氏体转变
粒状贝氏体转 变温度范围
B上 B下
粒状贝氏体 1000× ×
粒状贝氏体扫描 电镜形貌2500× × 电镜形貌
这些小岛在高温下原是富碳的奥氏体区， 这些小岛在高温下原是富碳的奥氏体区，其后的转变可有 三种情况。 三种情况。 ①分解为铁素体和碳化物，形成珠光体； 分解为铁素体和碳化物，形成珠光体； ②部分发生马氏体转变，成为M-A;（最多见） 部分发生马氏体转变，成为 （最多见） ③全部成为富碳的奥氏体全部保留下来。 全部成为富碳的奥氏体全部保留下来。 研究认为，粒状贝氏体中铁素体的亚结构为位错， 研究认为，粒状贝氏体中铁素体的亚结构为位错，但其密 度不大。 度不大。 大多数结构钢，不管是连续冷却还是等温冷却， 大多数结构钢，不管是连续冷却还是等温冷却，只要冷 却过程控制在一定温度范围内，都可以形成粒状贝氏体。 却过程控制在一定温度范围内，都可以形成粒状贝氏体。
二、贝氏体的组织形态和亚结构
（一） 上贝氏体形态 ●上贝氏体在贝氏体转变区的上部温 度范围形成。 度范围形成。 形态：成束分布、 形态：成束分布、平行排列的铁素体 和夹于共间的断续的条状渗碳体的混 合物。 合物。在光学显微镜下可以观察到成 束排列的铁素体条自奥氏体晶界平行 伸向晶内，具有羽毛状特征， 伸向晶内，具有羽毛状特征，条间的 渗碳体分辨不清。 渗碳体分辨不清。
350 ~Ms 350℃~Ms
B下
4.贝氏体的性能与其形态特点 贝氏体的性能与其形态特点 贝氏体的性能与其形态
●上贝氏体：由于其中碳化物分布在铁素体片层间， 上贝氏体：由于其中碳化物分布在铁素体片层间， 脆性大，易引起脆断，因此，基本无实用价值。 脆性大，易引起脆断，因此，基本无实用价值。 ●下贝氏体：铁素体片细小且无方向性，碳的过饱 下贝氏体：铁素体片细小且无方向性， 和度大，碳化物分布均匀，弥散度大，因而， 和度大，碳化物分布均匀，弥散度大，因而，它具 有较高的强度和硬度、塑性和韧性。 有较高的强度和硬度、塑性和韧性。 在实际生产中常采用等温淬火来获得下贝氏体， 在实际生产中常采用等温淬火来获得下贝氏体， 以提高材料的强韧性。 以提高材料的强韧性。
热处理原理之贝氏体转变
在钢铁工业中的应用
贝氏体转变在钢铁工业中广泛应用于提高材料的强度 、韧性、耐磨性和耐腐蚀性。通过控制贝氏体转变过 程，可以优化钢铁材料的组织和性能，以满足不同工 程应用的需求。
例如，在汽车制造中，采用贝氏体转变处理的高强度钢 材能够显著提高汽车的安全性能和轻量化水平。
在有色金属中的应用
例如，在陶瓷刀具制造中，通过贝氏体转变处理，可以显著提高刀具的韧性和使用寿命，使其在切削 过程中保持锋利且不易崩刃。
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氏体转变的有效控制。
应力的控制
应力状态对贝氏体转变也有一定影响。在热处理过程 中施加应力可以改变材料的热膨胀和收缩行为，从而 影响贝氏体的相变过程和组织结构。
在某些情况下，施加适当的应力可以促进贝氏体转变 的进行，提高材料的机械性能。然而，应力的引入也 可能导致材料变形或开裂，因此应谨慎控制。
05
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贝氏体转变的控制方法
温度控制
温度是影响贝氏体转变的重要因素。 通过控制加热和冷却温度，可以调节 贝氏体的形貌、相组成和机械性能。
VS
加热温度决定了奥氏体化的程度，而 冷却温度则决定了贝氏体的相变行为 。通过精确控制温度，可以实现贝氏 体转变的优化控制。
时间控制
时间控制也是贝氏体转变的重要参数。加热和冷却时间对贝氏体的形成和转变有显著影响。
有色金属如铜、铝、钛等在贝氏体转 变过程中表现出良好的塑性和韧性， 使得它们在航空航天、石油化工、医 疗器械等领域得到广泛应用。
通过贝氏体转变处理，有色金属的耐 腐蚀性能和高温稳定性得到提高，为 各种极端环境下的应用提供了可靠的 材料保障。
在陶瓷材料中的应用
陶瓷材料具有高硬度、高耐磨性和耐高温等特性，但在断裂韧性和塑性方面存在不足。通过引入贝氏 体转变，可以改善陶瓷材料的韧性和延展性。
第五章贝氏体转变
反常贝氏体组织
产生于过共析钢中，形成温度在350℃稍上。领先相为Fe3C。 左下图为1.34%C钢在550℃等温1S的组织
柱状贝氏体
产生于高碳及其合金 钢中，在贝氏体转变 的较低温度转变区形 成。柱状贝氏体中的 铁素体呈放射状，碳 化物沿一定方向分布 排列，与下贝氏体相 似。柱状贝氏体不产 生表面浮凸。
4、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、贝氏体转变的晶体学特征
（5）下贝氏体中的亚结构
位错（位错缠结），密度约为比上贝氏体高，没 有孪晶。
三 无碳化物贝氏体
1.形成温度 无碳化物贝氏体 是低碳钢在贝氏体 转变区的最上部，
在靠近BS的温度处
形成的贝氏体。
右图为30CrMnSiA 钢，450℃等温20S, 无碳化物贝氏体组 织,×100
2.组织形态
无碳化物贝氏体是一种由板条状铁素体构成的单 相组织，是由铁素体和富碳的奥氏体组成。
B上:550～350℃; 40～45HRC; 过饱和碳α-Fe条状 Fe3C细条状 羽毛状
B上 =过饱和碳 α-Fe条状 + Fe3C细条状
3.上贝氏体形态特征
（1）上贝氏体光学显微镜下的特征为羽毛状
上贝氏体中的铁素体多数呈条状，自奥氏体晶界 的一侧或两侧向奥氏体晶内伸展，渗碳体分布于 铁素体条之间。从整体上看呈羽毛状。
• ΔG=VΔgv+Sσ+εV≤0
第5章 贝氏体转变
2、粒状贝氏体
形成温度→接近Bs，高于上B 形成温度→接近Bs，高于上B转变温度 形态
板条F+富碳岛状 板条F+富碳岛状A 富碳岛状A 冷却转变：F+K；M+残余 残余A 残余A 冷却转变：F+K；M+残余A；残余A 有浮凸；C%接近平衡 接近平衡； 有浮凸C%接近平衡； F中有亚单元
成分：低、中碳合金钢（Cr、Ni 、Mo） Mo） 成分： 中碳合金钢（Cr、 冷却：焊接、正火、 冷却：焊接、正火、热轧连续冷却出现 与粒状组织区别： F+富 岛状A 与粒状组织区别：块F+富C岛状A（无取 向、无浮凸），与粒B共存 无浮凸），与粒 ），与粒B
§5 贝氏体转变的动力学
一、B转变的动力学特点 1、上、下B转变机制不同 实验→转变全激活能不同；C%↑→激活能 激活能↑ 实验→转变全激活能不同；C%↑→激活能↑ 2、根据实验数据计算： 根据实验数据计算： 的全激活能分别与碳在A 上、下B的全激活能分别与碳在A和F中的扩散 激活能相近→ 转变受C 中扩散控制； 激活能相近→上B转变受C在A中扩散控制； 转变受C 下B转变受C在F中扩散控制 中碳化物分别从A 析出（有争议） 上、下B 中碳化物分别从A和F析出（有争议）
§3 贝氏体转变过程及热力学
一、转变过程 一、转变过程 1、F生长和碳化物析出两个过程→组织、性 生长和碳化物析出两个过程→组织、 能变化 2、奥氏体中碳的再分配 俄歇分析→孕育期和转变期间→ 俄歇分析→孕育期和转变期间→碳的再分配 晶界、晶内有贫碳区（有利于F形核） 晶界、晶内有贫碳区（有利于F形核） Fe、合金元素无再分配现象 Fe、 合金% 碳%、合金%、转变温度影响碳的再分配 碳化物容易析出） （碳% 高→ 碳化物容易析出）
材料工程基础讲稿9
富碳A小岛在随后的冷却过程中→F+碳化物，也有可能 转变为M，或以A状态保留到室温。最可能的情况是部分 A转变为M，部分A保留到室温，得到两相混合物，称为M －A组织。
低碳钢B组织的分类，即BⅠ、BⅡ、BⅢ三类 p113
钢种各种组织形成的大致范围
§5－3 贝氏体转变动力学
1．B等温转变动力学
根据以上结果，一般认为认为下B中的碳化物是自过饱和的 BF中析出。实际上根据所测得的碳化物与BF间的取向关系，并不 一定说明碳化物是由BF中析出，因为A与F间存在K－S关系，故也 可将θ （ε ）与F间取向关系转换为θ （ε ）与A的关系。转换后 得出θ （ε ）与A之间为Pitsch关系。已知Pitsch关系为碳化物 自A中析出所遵循的取向关系，据此，也可以认为下B中碳化物可 以从A中析出。 但也有人研究40CrMnSiMoV钢下B中碳化物的取向关系后认 为，碳化物既可从F中析出，也可从A中析出。总之，有关B转变 的晶体学关系问题目前尚无定论。
§5－2 贝氏体组织形态和晶体学 随钢的化学成分及形成温度而异。B可以按组织形态不 同主要区分为无碳化物B、粒状B、上B和下B等。 1．无碳化物贝氏体 无碳化物B：在B转变区域的最高温度范围内形成。一般 产生于低、中碳钢 中，可在等温或在 缓慢的连续冷却时 形成。 无碳化物B由板条F 束及未转变的A所组成，F与A内均无碳化物析出——称无 碳化物B，是B的一种特殊形态。
对于B等温转变C曲线下半部来说。转变速度主要是受扩散控
制，故可认为转变速度V与转变 温度T之间存在下列关系： V＝Voexp(Q/KT) (5-1) 式中 Q－转变激活能，Vo－常数。 为到达某一转变量所需的时间τ与转变温度之间则存在下列关系： τ＝τoexp(Q/KT) (5-2) 取对数得到： lg Q 1 (5-3) lg
§8-6 贝氏体转变、8-7
二. 贝氏体转变机制 溶质原子扩散——贫 化区和富化区的形成 溶质原子贫化区BF以 马氏体方式形核 BF亚单元按照马氏体 位错圈模型长大
预相变
BF形核
BF长大
碳化物析出
碳化物在BF和残余奥 氏体中析出
三. 贝氏体转变热力学
G VGv S VGE Gd
相变驱动力来源于两相自由能差； 相变阻力来源于界面能和弹性应变能； 晶体缺陷的晶格畸变能提供了部分相变驱动 力，特别是对溶质贫化区和富化区的形成，起 到了促进作用。
贝氏体铁素体
碳化物
下贝氏体组低中碳合金钢中，稍高于上贝氏体温 度形成。由条状BF和岛状组织组成，岛状组织为富碳奥氏 体及其转变产物，通常为A+M。
（2）无碳化物贝氏体：低中碳合金钢中，上贝氏体温度 区间形成。晶体形貌与上贝氏体类似，中间为富碳奥氏体。 （3）柱状贝氏体：出现在高碳钢中，BF呈柱状，碳化物 规则排列。 （4）反常贝氏体：出现在过共析钢中，碳化物代替了BF。 （5）准贝氏体：在上、下贝氏体中，残余奥氏体代替了 碳化物。
贝氏体钢——1/2Mo-B系、Mn-Cr-B系、Si-Mn-Mo系
Thanks
贝氏体铁素体
渗碳体
奥氏体晶界
上贝氏体组织示意图
2. 下贝氏体BL
下贝氏体的形貌
在贝氏体相变的低温转变 区形成，大约在350℃以下。
贝氏体铁素体呈透镜片状， 形态与片状马氏体很相似。 但下贝氏体铁素体中的亚结 构为位错，不存在孪晶。片 内存在排列整齐的细小碳化 物。 BF 与 A 的 位 向 关 系 为 K-S 关 系 ，惯 习面为 {110}A 。碳 化物与BF间有确定的位向关 系。
§8-6 贝氏体转变
贝氏体——贝氏体铁素体 和碳化物组成的非层片状 组织。 1920年：美国的Bain 和 Davenport 在钢中发现了 一种非马氏体针状组织， 为了纪念Bain E.C.的工作， 把这种组织命名为贝氏体 （Bainite).
第六章 贝氏体转变
扩散性：Fe原子不能扩散，C原子能扩散
晶体学特征：有表面浮凸→转变以切变的方式完成晶格重构
贝氏体中的铁素体以切变形式形成
B转变动力学
������ 目的：为弄清贝氏体转变机制提供线索，同时 为制定与贝氏体转变有关的热处理工艺提供依据。 6.3.1等温转变动力学
B转变时C的扩散
与M不同，B转变的进行依赖于碳原子的扩散。为了在A 中形成低C的F，C必将向A富集，当A的C含量超过Fe3C在A中 的溶解度曲线ES及其延长线时，C又将以Fe3C形式析出，使 A含C量下降。 中碳时，等温开始后，B转变前，A中C含量就发生了明显 变化，表明在A中已出现了局部小范围的低碳区，为形成低碳 的B作好了准备。以后随B转变的进行，A碳含量不断升高。
������
B转变机制
B转变包括B中F的形成与K析出 Hehemann模型 切变理论
Bhadashia模型
台阶扩散理论
（Aaronson，美国冶金学家）
切变理论——Hehemann模型
在贝氏体形成过程，Fe和臵换式原子不发生扩散， 贝氏体铁素体以切变相变方式形核长大，完成面心立方 结构向体心立方结构的点阵改组。 ������ 铁素体长大速度高于碳的扩散速度，导致碳在铁 素体中过饱和。随后多余的碳以碳化物形式从过饱和的 铁素体中析出，或扩散到奥氏体中，再从奥氏体中以碳
的富碳奥氏体中析出。
台阶扩散理论
台阶的水平面为α－γ的半共格界面，界面两侧的α、γ 有一定的位向关系，在半共格界面上存在柏氏矢量与界面 平行的刃形位错；台阶的端面（垂面）为非共格面，其原 子处于较高的能量状态，因此有较高的活动性，易于实现 迁移，使台阶侧向移动，从而导致台阶宽面向前推进。
台阶扩散理论
6.6 等温淬火及其应用
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：○1.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。
○2.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。
6xiugai贝氏体转变
的γ1和α'都是热力学不稳定的，最终要分解为平衡相α和Fe3C. 以(3)中的切变方式转变，驱动力为180J/mol，而在BS时相变
的阻力在600 J/mol以上, 阻力大于驱动力, 所以至少在贝氏体转变 的上限温度(3)中的方式不可能而以(2)中的γ→α＋γ1扩散方式进行 。
观点：贝氏体转变是含过饱和碳的铁素体的切变形成过程
2、扩散机制 20世纪60年代末，美国冶金学家H．I．Aaronson及其合作者 从能量上否定了贝氏体转变的切变可转变温度区间，相变驱 动力不能满足切变所需要的能量水平。他们认为，贝氏体转 变是共析转变的变种。这个学说被我国金属学家徐祖跃及 ronson的学生们所继承，形成“扩散学派”。 观点：贝氏体由铁素体和碳化物组成，二者由奥氏体直接分解
3、转变动力学 由形核与长大完成，等温转变动力学图是C形。
4、扩散性 B相变是A分解（A→α+Fe3C） 、有孕育期和领先相。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 扩散或不作长程扩散。B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A中的扩散，下贝氏体长大速度取决于 碳在F中的扩散。B相变比M相变慢。
1、上贝氏体B上 B上在B转变的较高温度区域内形成，对于中、高碳钢, 此温度 约在350550 ℃区间。组织为(F+碳化物)的二相混合物。 其形态在光镜下为羽毛状 。在电镜下为一束平行的自A晶界 长入晶内的F条。束内F有小位向差，束间有大角度差，F条 与M板条相近。碳化物分布在铁素体条间，随A中含碳量增 高，其形态由粒状向链状甚至杆状发展。
电
金
子
相
显
贝氏体的组织形态和晶体学
贝氏体的组织形态和晶体学2009-09-14 16:58:30 作者：来源：互联网浏览次数：0 文字大小：【大】【中】【小】简介：贝氏体的组织形态随钢的化学成分及形成温度的变化而变化。
贝氏体按组织形态的不同区分为无碳化物贝氏体，上贝氏体，下贝氏体，粒状贝氏体以及柱状贝氏体等。
由于目前对贝氏体的组织形态的划分还没有统一的标准， ...贝氏体的组织形态随钢的化学成分及形成温度的变化而变化。
贝氏体按组织形态的不同区分为无碳化物贝氏体，上贝氏体，下贝氏体，粒状贝氏体以及柱状贝氏体等。
由于目前对贝氏体的组织形态的划分还没有统一的标准，所以还有一些其它贝氏体形态的报导。
这里仅对最主要的无碳化物贝氏体，上贝氏体，下贝氏体以及粒状贝氏体等的组织形态进行讨论。
一、无碳化物贝氏体（B无）无碳化物贝氏体由板条铁素体束及未转变的奥氏体组成，在铁素体之间为定富碳的奥氏体，铁素体与奥氏体内均无碳化物析出，故称为无碳化物贝氏体，是贝氏体的一种特殊形态（图4-1）。
1、形成温度范围在贝氏体转变的最高温度范围内形成。
2、组织形态是一种单相组织，由大致平行的铁素体板条组成。
铁素体板条自奥氏体晶界处形成，成束地向一侧晶粒内长大，铁素体板条较宽，板条之间的距离也较大。
随着贝氏体的形成温度降低，铁素体板条变窄，板条之间的距离也变小。
在铁素体板条之间分布着富碳的奥氏体。
由于铁素体与奥氏体内均无碳化物析出，故称为无碳化物贝氏体。
富碳的奥氏体在随后的等温和冷却过程中还会发生相应的变化，可能转变为珠光体、其它类型的贝氏体或马氏体，也有可能保持奥氏体状态不变。
所以说无碳化物贝氏体是不能单独存在的。
3、晶体学特征及亚结构无碳化物贝氏体中的铁素体形成时也能在抛光试样表面形成浮凸。
惯习面为{111}A，铁素体与母相奥氏体的位向关系为K-S关系。
魏氏组织铁素体在形成时也能引起浮凸，惯习面{1 11}A，也是位向关系也是K-S关系，形态也与无碳化物贝氏体铁素体极其相似，因此多数人认为魏氏组织铁素体即无碳化物贝氏体。
原理第8章贝氏体转变-文档资料
第五章 贝氏体转变
\ 3、无碳化物贝氏体
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 惯习面为{111}γ，位向关系为K—S关系；F内有一定数量的位错。
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。
第五章 贝氏体转变
GCr15 钢的下贝Leabharlann 体组织 钢中典型下贝氏体组织示意图
第五章 贝氏体转变
较低温度下形成的下贝氏体
第五章 贝氏体转变
3)晶体学特征及亚结构 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
精品
原理第8章贝氏体转变
第五章 贝氏体转变
在珠光体转变与马氏体转变温度范围之间，过冷奥氏体将按另一种转变机 制转变。由于这一转变在中间温度范围内发生，故被称为中温转变。在此温度 范围内，铁原子已难以扩散，而碳原子还能进行扩散，这就决定了这一转变既 不同于铁原子也能扩散的珠光体转变以及碳原子也基本上不能扩散的马氏体转 变。为纪念美国著名冶金学家Bain，此转变被命名为贝氏体转变，转变所得产 物则被称为贝氏体。
第五章 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。
第6章 贝氏体相变
2. 中温区的贝氏体相变
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相变温度范围：350~550C
碳的扩散能力下降，碳在铁素体中有一定的扩散能力， 但在奥氏体中的扩散困难； 铁素体条间的奥氏体的碳浓度升高到一定时将析出渗 碳体，形成上贝氏体——平行的条状铁素体加断续的 渗碳体。
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B上的转变速度受碳在奥氏体中的扩散控制。
3. 低温区的贝氏体相变
恩金假说解释了贝氏体
的形成、Bs点的意义、 碳浓度的变化等。
二、柯俊贝氏体相变假说 形成马氏体自由能：
ΔG= - V• ΔGV + S + E
在Ms点以上，若能使 ΔGV增大，使E减小，则 可发生马氏体相变。 如果相变时有碳的脱溶， 则由高碳奥氏体转变为 低碳马氏体。
结
论：
相的长大和碳从相中脱溶是同时发生的。 因为贝氏体的长大速度受碳原子的扩散脱溶所控制， 所以贝氏体的长大速度远小于马氏体的长大速度。 贝氏体相变的驱动力主要是碳脱溶所增加的化学自由 能差。 在Ms点以上温度相可以通过马氏体型相变机制形成； 贝氏体的长大速度远小于马氏体的长大速度；
4.无碳化物贝氏体
4. 无碳化物贝氏体
形成于低碳钢中； 相变温度：贝氏体相变区最高温度范围内形成； 显微组织：由大致平行的、有一定距离的单相条 状铁素体和条间的马氏体（或残余奥氏体）所组 成；
形成时会出现表面浮凸，亚结构为位错
与奥氏体间的位向关系为K-S关系，惯习面为 {111}，
电镜下的组织： 一束大致平行分布的条状铁 素体(BF)和夹于条间的断续 条状碳化物。条间位相差很 小，束间位相差较大。
形核位置：条状BF在A的晶 界处形核，亚结构为位错。
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贝氏体的组织形态和晶体学2009-09-14 16:58:30 作者：来源：互联网浏览次数：0 文字大小：【大】【中】【小】简介：贝氏体的组织形态随钢的化学成分及形成温度的变化而变化。
贝氏体按组织形态的不同区分为无碳化物贝氏体，上贝氏体，下贝氏体，粒状贝氏体以及柱状贝氏体等。
由于目前对贝氏体的组织形态的划分还没有统一的标准， ...贝氏体的组织形态随钢的化学成分及形成温度的变化而变化。
贝氏体按组织形态的不同区分为无碳化物贝氏体，上贝氏体，下贝氏体，粒状贝氏体以及柱状贝氏体等。
由于目前对贝氏体的组织形态的划分还没有统一的标准，所以还有一些其它贝氏体形态的报导。
这里仅对最主要的无碳化物贝氏体，上贝氏体，下贝氏体以及粒状贝氏体等的组织形态进行讨论。
）一、无碳化物贝氏体（B无无碳化物贝氏体由板条铁素体束及未转变的奥氏体组成，在铁素体之间为定富碳的奥氏体，铁素体与奥氏体内均无碳化物析出，故称为无碳化物贝氏体，是贝氏体的一种特殊形态（图4-1）。
1、形成温度范围在贝氏体转变的最高温度范围内形成。
2、组织形态是一种单相组织，由大致平行的铁素体板条组成。
铁素体板条自奥氏体晶界处形成，成束地向一侧晶粒内长大，铁素体板条较宽，板条之间的距离也较大。
随着贝氏体的形成温度降低，铁素体板条变窄，板条之间的距离也变小。
在铁素体板条之间分布着富碳的奥氏体。
由于铁素体与奥氏体内均无碳化物析出，故称为无碳化物贝氏体。
富碳的奥氏体在随后的等温和冷却过程中还会发生相应的变化，可能转变为珠光体、其它类型的贝氏体或马氏体，也有可能保持奥氏体状态不变。
所以说无碳化物贝氏体是不能单独存在的。
3、晶体学特征及亚结构无碳化物贝氏体中的铁素体形成时也能在抛光试样表面形成浮凸。
惯习面为{111}A，铁素体与母相奥氏体的位向关系为K-S关系。
魏氏组织铁素体在形成时也能引起浮凸，惯习面{111}A，也是位向关系也是K-S关系，形态也与无碳化物贝氏体铁素体极其相似，因此多数人认为魏氏组织铁素体即无碳化物贝氏体。
在铁素体内存在着一定数量的位错，位错密度较低。
）二、上贝氏体（B上1、形成的温度范围在贝氏体转变区的较高温度区域内形成，对于中、高碳钢，上贝氏体大约在350~550℃之间形成。
因其形成在转变区的高温区，所以称为上贝氏体。
2、组织形态上贝氏体是一种两相组织，由铁素体和渗碳体组成。
成束大致平行的铁素体板条自奥氏体晶界向一侧或两侧奥氏体晶内长入。
渗碳体（有时还有残余奥氏体）分布于铁素体板之间，整体在光学显微镜下呈羽毛状，故可称上贝氏体为羽毛状贝氏体（图4-2）。
魏氏组织魏氏组织(widmanstatten structure)焊接热影响区中的过热区，由于奥氏体晶粒长得非常粗大，这种粗大的奥氏体在较快的冷却速度下会形成一种特殊的过组织，其组织特征为在一个粗大的奥氏体晶粒内会形成许多平行的铁素体(渗碳体)针片，在铁素体针片之间的剩余奥氏体最后转变为珠光体，这种过热组织称为铁素体(渗碳体)魏氏组织。
简单说来，就是在奥氏体晶粒较粗大，冷却速度适宜时，钢中的先共析相以针片状形态与片状珠光体混合存在的复相组织。
魏氏组织不仅晶粒粗大，而且由于大量铁素体针片形成的脆弱面，使金属的韧性急剧下降，这是不易淬火钢焊接接头变脆的一个主要原因。
理论产生原因片状的共格沉淀相通常是在基体的一定晶面析出（叫沉淀的惯析面），以维持共格，因为在晶体内晶面成几组方向不同地平行排列，所以沉淀相也就是几组平行排列，成为魏氏组织魏氏组织是过冷奥氏体的高温转变组织.在它形成时必须有先析出相的大量析出及共析成分奥氏体内部的扩散配合。
也就是说在Ar3(Arcm)与Ar1温度之间冷却太慢。
如果在奥氏体组织内存在碳浓度起伏，这种魏氏体组织就容易形成。
铸钢件中就易出现魏氏组织，锻件在缓冷时也易出现魏氏组织。
魏氏组织由于其组织出现一般都伴随着原奥氏体晶粒粗大。
因此，其机械性能（强度、韧性、耐磨性）极差。
一、定义组织组分之一呈片状或针状沿母相特定晶面析出的显微组织二、常见的魏氏组织亚共析钢为魏氏组织铁素体，过共析钢为魏氏组织渗碳体三、形成机理魏氏组织铁素体和渗碳体均为先析出相。
当过冷奥氏体由于冷却速度较快，转变温度较低时，先析出相在晶界形核后，铁原子的扩散变得困难，非共格界面不容易迁移，共格界面的迁移成为主导。
因此先析出相的晶核长大将通过共格界面向与其有位向关系的奥氏体晶粒内部长大，同时，为减少弹性能，先析出相将呈针、片状沿奥氏体某一晶面向晶粒内伸长。
四、组织特征1、由晶界向晶内生长，呈片状或针状；2、针片之间相互平行或互成60°、90°夹角；3、相互平行的针片之间距离较大，针片之间的组织为珠光体类组织；4、魏氏组织以切变共格方式形成，会在抛光表面产生浮凸。
五、影响魏氏组织形成的因素1、冷却速度冷却速度过快和过慢都会抑制魏氏组织的形成2、奥氏体晶粒大小粗大的奥氏体晶粒将促进魏氏组织的形成，因此，避免过热将可有效抑制制魏氏组织的形成3、化学成分亚共析钢碳含量为0.2%~0.4%时，较易形成魏氏铁素体六、魏氏组织对材料力学性能的影响魏氏组织的出现将降低材料的塑性和韧性，增加材料的脆性。
在GB/T13299《钢的显微组织评定方法》中对魏氏组织的评定作了如下6个等级划分，前提条件是珠光体钢过热后出现的魏氏组织，魏氏组织级别评定原则是：根据析出的针状铁素体数量、形状以及由铁素体网确定的奥氏体晶粒的大小进行评级。
对于碳含量在0.15-0.30%之间的钢种，其各个级别的魏氏组织的特征描述如下：0级：均匀的铁素体和珠光体组织，无魏氏组织特征；1级：铁素体组织中有呈现不规则的块状铁素体出现；2级：呈现个别针状组织区；3级：由铁素体网向晶内生长，分布于晶粒内部的细针状魏氏组织；4级：明显的魏氏组织；5级：粗大针状及厚网状的非常明显的魏氏组织。
对一般低、中碳钢来说，不论奥氏体晶粒粗细，只要冷却速度或者等温温度适宜应该都会有魏氏组织出现的可能。
当然，奥氏体晶粒粗大时，出现这种组织所对应的钢的碳含量范围要宽些，而且在较慢的冷速下就能形成。
魏氏组织会引起钢的强度、韧性和塑性的降低。
消除魏氏组织常用的办法一般采用退火或正火；程度严重的工件可采用二次正火（较高温度+较低温度）。
一般出现魏氏组织的工件还要进行最终热处理，如淬火+回火，所以也能通过后续热处理把魏氏组织消除掉。
珠光体科技名词定义中文名称：珠光体英文名称：pearlite其他名称：片层状珠光体定义：奥氏体从高温缓慢冷却时发生共析转变所形成的，其立体形态为铁素体薄层和碳化物(包括渗碳体)薄层交替重叠的层状复相物。
广义则包括过冷奥氏体发生珠光体转变所形成的层状复相物。
应用学科：机械工程（一级学科）；机械工程(2)_热处理（二级学科）；机械工程(2)一般热处理名词（三级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布珠光体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,珠光体中的渗碳体也可呈粒状,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ζb=770MPa,180HBS,δ=20%~35%,AKU=24~32J)。
经2-4%硝酸酒精溶液浸蚀后,在不同放大倍数的显微镜下可以观察到不同特征的珠光体组织.当放大倍数较高时可以清晰地看到珠光体中平行排列分布的宽条铁素体和窄条渗碳体;当放大倍数较低时,珠光体中的渗碳体只能看到一条黑线;而当放大倍数继续降低或珠光体变细时,珠光体的层片状结构就不能分辨了,此时珠光体呈黑色的一团。
图为光学显微镜200倍下薄壁铸件基体.经3%硝酸酒精溶液浸蚀.可见磷共晶体,片状石墨,珠光体及少量铁素体。
编辑本段珠光体分类屈氏体、索氏体区别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，根据片层间距分为屈氏体和索氏体。
在400倍光学显微镜下可以分辨的（片层间距为0.25~1.9μm），称为珠光体。
在600倍以上光学显微镜下才可以分辨（片层间距为30~80nm）的称为屈氏体（托氏体也译做屈氏体）。
介于两者之间的称为索氏体。
三者总称为珠光体。
形成原因1）片层间距随转变温度的降低而减小；2）片层间距的倒数与过冷度呈线性正相关关系； 3）片层间距的细小程度受可能获得的驱动力限制。
奥氏体化温度、转变前奥氏体晶粒大小，只影响珠光体团的大小，对片层间距无影响。
您的网速较慢，因此系统向您显示了基本版 - 切换到标准版本铁素体+珠光体447 × 354 - 106k - jpg 片状珠光体 465 × 341 - 133k - jpg 为钢中的片状珠光体，呈指纹状的层状排列，其中 ...360 × 303 - 43k - jpg 球状珠光体.446×356-143k - jpg 高倍率下的珠光体片层： 528 × 504 - 119k - jpg 层状珠光体+二次渗碳体，500×555 × 319 - 157k - jpg这一张是多边形铁素体+珠光体的组织，在缓冷情况下，铁素体形成等轴的多边形晶... 700 × 525 - 72k - jpg断面外缘有脱碳的表皮层，呈灰白色；心部组织为珠光体+团絮状石墨的可锻铸铁。
300 × 280 - 23k - jpg珠光体. 钢的分类很多，按金相组织分，可以分为亚共析钢，共析钢，组织及说明：基体组织为珠光体及铁素体。
铁素体沿奥氏体晶界呈网 珠光体组织见概述）。
图1-4 T8钢(400X) 浸蚀剂：4%硝酸酒精溶液. 在铸铁材料中，珠光体具有较好的强度和硬度，而铁素体则较过共析钢，按含 ... 349 × 277 - 52k - jpg 络状分布。
400 × 300 - 76k - jpg 3．过共析钢 408 × 293 - 74k - jpg 软，强度也较低。
412 × 307 - 122k - gif + ),240倍白色块"class=image>[状为铁素体，其余为珠光体45钢退火，4％硝酸酒精 ... 241 × 303 - 31k - jpg 珠光体+二次渗碳体. 444 × 357 - 123k - jpg球状珠光体╳400 266 × 188 - 8k - jpg① 珠光体 形成温度为A1 -650℃ ，片层较厚，500倍光镜下可辨，用符号P 表示。