下贝氏体和上贝氏体在组织和性能上有何区别

下贝氏体和上贝氏体在组织和性能上有何区别呢,

上贝氏体－过饱和针状铁素体和渗碳体的混合物，渗碳体在铁素体针间。过冷奥氏体在中温（约350~550℃）的相变产物，其典型形态是一束大致平行铁素体板条，并在各板条间分布着沿板条长轴方向排列的碳化物短棒或小片；典型上贝氏体呈羽毛状，晶界为对称轴，由于方位不同，羽毛可对称或不对称，铁素体羽毛可呈针状、点状、块状。若是高碳高合金钢，看不清针状羽毛；中碳中合金钢，针状羽毛较清楚；低碳低合金钢，羽毛很清楚，针粗。一般不穿晶，只在一个晶粒内。上贝氏体的渗碳体是以片状分布在界面，很大程度上降低了材料的塑性和韧性。

下贝氏体－同上，但渗碳体在铁素体针内。过冷奥氏体在350℃~Ms的转变产物。其典型形态是双凸透镜状含过饱和碳的铁素体，并在其内分布着单方向排列的碳化物小薄片；在晶内呈针状，针叶不交叉，但可交接。下贝氏体在性能上和马氏体接近，强度，硬度较高，其渗碳体以弥散的质点相分布在基体中，有很不错的强韧性，综合性能较好。

关于贝氏体：

（1）上贝氏体为过冷奥氏体在550~400℃温区等温形成的一种组织，由铁素体和渗碳体组成，在光学显微镜下观察，呈羽毛状。上贝氏体常沿奥氏体晶界形核，向晶内发展。从电子显微照片上可以看到：在平行的铁素体条间有短棒状或串珠状渗碳体断续分布，其硬度为35~45HRC。上贝氏体的铁素体内含有一定程度的过饱和碳量，具有体心立方点阵，与奥氏体保持严格的晶格学位向关系，过去认为是西山关系，进一步研究证明为K-S关系，其惯习面为（111）A。在磨光的试样表面呈现浮凸。上贝氏体机械性能低劣，使用价值不大。

（2）下贝氏体下贝氏体为过冷奥氏体于400~200℃温区形成的一种组织。其组织形态与上贝氏体明显不同，类似于片状马氏体的回火组织。在光学显微镜下呈黑色片状（针状或竹叶状），互成一定角度。在电子显微镜下观察或X射线结构分析：这种组织乃是由过饱和α固溶体与其长轴成50~60o角度分布的碳化物质点形成。其硬度为45~50HRC。双面金相分析表明：下贝氏体铁素体的立体形态为双凸镜状。下贝氏体铁素体具有较高的碳过饱和度，有的含碳量高达0.2％，晶体结构为体心立方点阵。其内部析出的碳化物不是渗碳体，而是ε相（Fe2.4C），属六方晶系。下贝氏体中铁素体与母相奥氏体保持严格的晶体学位向关系（K-S关系），惯习面为（225）A。其亚结构为高密度位错，在磨光的试样表面亦呈现浮凸。可见，下贝氏体形成亦具有切变特征。下贝氏体具有优良的强韧性，硬度和耐磨性也很高，缺口敏感性和脆性

转变温度较低，是一种理想的淬火组织，具有很高的实用价值。因此，以获得这种组织为目的的等温淬火工艺，在生产中得到了广泛的应用。

（3）无碳贝氏体又称无碳化物贝氏体，产生于亚共析钢，特别是低碳钢中。一般钢经高温奥氏体化后，晶粒粗大，过冷至贝氏体形成温区上部，大约在600~500℃之间可形成无碳贝氏体。研究表明：无碳贝氏体的形成往往有一定条件。一是在硅钢和铝钢

中，由于Si和Al抑制渗碳体形成，因而这类钢发生上贝氏体转变时，铁素体条间的奥氏体一直保留至室温，而不析出渗碳体，即铁素体条间存在奥氏体薄膜；二是低碳钢和低碳合金钢在高温区等温时，当相互平行的铁素体形成之后，碳充分向奥氏体中扩散，同时相变驱动力不足以形成更多的铁素体，其条间仍保持奥氏体，形成了无碳，使剩余奥氏体含碳量增高。又因过冷度小，相变驱动力又不足以形成更多的铁素体，因而铁素体条间的奥氏体残留下来，最后得到无碳贝氏体。无碳贝氏体中的铁素体与奥氏体之间也保持严格的晶体学位向关系，其亚结构为位错，在抛光的表面也形成浮凸。无碳贝氏体强度较低，韧性虽略高于上贝氏体，但也不是理想组织。

（4）粒状贝氏体粒状贝氏体形成于上贝氏体的上限温区。粒状贝氏体的金相形态为：在光学显微镜下，块状铁素体基体上分布着孤立的“小岛”或“小河”状的高碳奥氏体区。富碳奥氏体区既可分布于铁素体晶粒内，也可分布于铁素体晶界上。研究证明：粒状贝氏体中的岛状富碳奥氏体在继续冷却过程中，随着冷却条件和过冷奥氏体稳定性不同，可发生三种情况的变化。一是部分或全部转变为铁素体和碳化物；二是部分转变为马氏体，这种马氏体含碳量很高，呈片状，其与残余奥氏体组成的岛状组织可以用“M-A”表示；三是富碳奥氏体全部残留下来。初步研究认为：粒状贝氏体中铁素体的亚体结构为位错，但其密度不高，强韧性较好，被应用于生产之中。

综上所述：钢中贝氏体组织形态多种多样，而它们又极易与魏氏组织、条状马氏体，回火马氏体等组织混淆。在研究贝氏体形态或作金相分析时要注意鉴别，将贝氏体与其它组织区分开来。魏氏体组织与上贝氏体很相似，但魏氏组织平行的铁素体片间距较大，铁素体片间为珠光体；而上贝氏体和马氏体也很相似，但上贝氏体比条状马氏体易受浸蚀，在光学显微镜下比回火马氏体颜色更深，且其边缘往往较粗糙；在电子显微镜下观察下贝氏体的碳化物排列比较规则，而回火片状马氏体碳化物沉淀不够规

则。