热处理原理之贝氏体转变

P转变
B转变
M转变
高温 A1 K或F
中温 BS 铁素体
低温 MS
A晶界
B上在晶Baidu Nhomakorabea B下大多在晶内
无
有
有
有
有
无
完全
视转变温度定
α+Fe3C
α+Fe3C(ε)
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有 基本上无
无 不完全
α′
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7.2 贝氏体的组织形态和亚结构
由于BF和碳化物的形态与分布情况多变，使B显 微组织呈现为多种形态。据此，通常将B分为：
B转变的不完全：一方面，B总是优先在A中贫碳区 形成，随着B转变量的增加，碳不断向A中扩散而使 得未转变A中的碳浓度越来越高，从而增加A的化学 稳定性而使B转变难于进行；另一方面，贝氏体的比 容比A大，产生一定的机械稳定化作用，也不利于B 转变的继续进行。
随转变温度升高，转变的不完全程度增大：温度越高，
形成温度：随形成温度的降低，α相变薄，渗碳 体更小，且更密集。
⑷ 晶体学特征及亚结构
F的惯习面为{111}γ，位向关系接近于K－S关系;
亚结构为位错，位错密度较高，能形成缠结。
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㈢ 下贝氏体 ⑴ 形成温度范围
一般在350℃～Ms之间的低温区。
⑵ 组织形态 与上贝氏体一样，下贝氏 体也是一种两相组织，由 α相与碳化物组成。
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。
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在F板条之间的富碳 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。
⑶ 晶体学特征及亚结构
无碳贝氏体形成时也具有浮凸效应，其铁素体的
惯习面为{111}γ，位向关系为K－S关系；
A与B之间的自由能差减小，从而使得转变的驱动力
减小；温度越高，越有利于碳原子的扩散而形成柯氏
气团，从而增强未转变A的热稳定性。
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珠光体、贝氏体、马氏体转变主要特征
内容 温度范围 转变上限温度 领先相
形核部位
转变时点阵切变 碳原子的扩散 铁及合金原子的扩散 等温转变完全性 转变产物
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㈥ 柱状贝氏体 一般存在于高碳碳素钢或高碳中合金钢中 当温度处于下贝氏体形成温度范围时出现
F呈放射状，碳化物分布在F内部；
形成时不产生表面浮凸。
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㈦ 低碳低合金钢中的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。
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α相的立体形态，呈片 状或透镜片状，在光学 显微镜下呈针状，与片 M相似。形核部位大多 在A晶界上，也有相当 数量位于A晶内。
碳化物为Cem或ε-碳化物，碳化物呈细片状或颗粒 状，排列成行，约以55°～60°角度与B下的长轴 相交，并且仅分布在F片内部。
钢的化学成份、A晶粒度和均匀化程度，对B下的组
无碳化物贝氏体
粒状贝氏体
上贝氏体、下贝氏
贝
上贝氏体
体最常见，粒状贝
氏 体
反常贝氏体
氏体次之，其余的
下贝氏体
较为少见。
柱状贝氏体
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㈠ 无碳化物贝氏体
⑴ 形成温度范围 在B转变的最高温度范围内形成。
⑵ 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
械混合物 ⑶ B转变也是一个形核和长大过程 ⑷ B转变过程中只有碳原子的扩散 ⑸ B转变也能产生表面浮凸：M是N形，B为V形 ⑹ B中铁素体具有一定的惯习面，并与母相A之间
保持一定的晶体学位向关系（分歧重大）
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⑺ B转变的不完全性：一般不能进行到底；通常随转 变温度的升高，转变的不完全程度增大
往相交呈“∧”形。
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㈣ 粒状贝氏体 主要存在于低、中碳合金钢中，以一定的速度连续 冷却获得，如正火、热轧后的空冷、焊缝的热影响 区等，后来的研究发现等温也可以形成。
⑴ 形成温度范围 稍高于B上的形成温度
⑵ 组织形态 其组织是由F和 富碳的A组成。
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F呈块状(由F针片组成)； 富碳的A呈条状，在F基体 上呈不连续分布。
第七章 贝氏体转变
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为纪念美国著名冶 金 学 家 Bain ， 中 温 转变被命名为贝氏 体转变，转变所得 产物则被称为贝氏 体。
英 文 Bainite ， 用 B 表示
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7.1 贝氏体转变的基本特征
⑴ B转变有一个温度范围 ⑵ B转变产物是由α相与碳化物组成的非层片状机
BⅠ约在600～500℃之间形成，无碳化物析出；
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成束的大致平行的α相板条，自A晶粒晶界的一侧 或两侧向A晶粒内部长大，粒状或条状渗碳体(有时 还有残余A)分布于α相板条之间，整体呈羽毛状。
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⑶ 影响B上组织形态的因素 碳含量：随碳含量的增加，B上中的α相板条更多、 更薄，渗碳体的形态由粒状、链球状转变为短杆 状，渗碳体数量增多，不但分布于α相之间，而 且可能分布于各α相内部。
织形态影响较小。
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⑶ 晶体学特征及亚结构
B下中α相的惯习面比较复杂， 有人测得为{110}γ，有人测得 为{254}γ及{569}γ；
B下中α相与A之间的位向关系 为K－S关系；
亚结构：为位错，无孪晶；
B下形成时也会产生表面浮凸
现象，但形状与B上不同。B上
中浮凸大致平行，而B下中往
F的C%很低，接近平衡状态， 而A的C%却很高。
富碳A在随后的冷却过程中 可能发生三种不同的转变：
部分或全部分解为F和碳化物；
可能部分转变为孪晶片状M， 形成“M－Aˊ”组织；
可能全部保留下来成为残余A。
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㈤ 反常贝氏体
可存在于过共析钢中 形 成 温 度 在 350℃ 稍 上 呈现F夹在两片渗碳体 中间的组织形态
亚结构：铁素体内有一定数量的位错。
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㈡ 上贝氏体
⑴ 形成温度范围
在B转变区的较高温度范围内形成，对于中、高碳 钢约在350～550℃范围内形成，所以上贝氏体也 称高温贝氏体。
⑵ 组织形态
上贝氏体是一种两相
组织，是由条状α相
与粒状和条状碳化物
组成的非层片状机械
混合物。
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