《貝氏體轉(zhuǎn)變》PPT課件.ppt

第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,具有馬氏體相變的材料在Ms溫度以上往往存在貝氏體相變，除鋼外，很多有色合金，如Cu基合金，Ag-Cd合金、Ti基合金、Ni-Cr等，以及一些陶瓷材料中都具有貝氏體相變。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,早在1929年，Robertson發(fā)現(xiàn)鋼中不同于珠光體和馬氏體的非層狀(棒狀、片狀)顯微組織，1930年Davenport和Bain稱這類組織為針狀屈氏體，以后為給予Bain以榮譽，稱此為貝氏體Bainite，用B表示。,在珠光體轉(zhuǎn)變與馬氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍之間，過冷奧氏體將按另一種轉(zhuǎn)變機制轉(zhuǎn)變。由于這一轉(zhuǎn)變在中間溫度范圍內(nèi)發(fā)生，故被稱為中溫轉(zhuǎn)變。在此溫度范圍內(nèi)，鐵原子已難以擴散，而碳原子還能進行擴散，這就決定了這一轉(zhuǎn)變既不同于鐵原子也能擴散的珠光體轉(zhuǎn)變以及碳原子也基本上不能擴散的馬氏體轉(zhuǎn)變。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,目錄,一、貝氏體轉(zhuǎn)變的基本特征 二、貝氏體的組織形態(tài)和晶體學 三、貝氏體相變機制 四、貝氏體轉(zhuǎn)變的切變機制 五、貝氏體相變動力學及其影響因素 六、貝氏體的力學性能,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,1、貝氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍 貝氏體轉(zhuǎn)變也有一個上限Bs點，一個下限溫度Bf點，Bf與Ms無關(guān),一、貝氏體轉(zhuǎn)變的基本特征,2、貝氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物 由相與碳化物組成的機械混合物，但與珠光體不同，不是層片狀組織，且組織形態(tài)與轉(zhuǎn)變溫度密切相關(guān)，其中包括相的形態(tài)、大小以及碳化物的類型及分布等均隨轉(zhuǎn)變溫度而異。,3、貝氏體轉(zhuǎn)變動力學 貝氏體轉(zhuǎn)變也是一個形核長大過程，可等溫形成，也可以連續(xù)冷卻形成，等溫形成需要孕育期， 等溫形成圖也呈C字形。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,4、貝氏體轉(zhuǎn)變的不完全性 貝氏體轉(zhuǎn)變一般不能進行到底，通常隨轉(zhuǎn)變溫度的升高，轉(zhuǎn)變的不完全程度增大，即轉(zhuǎn)變具有自制性，在等溫時有可能出現(xiàn)二次珠光體轉(zhuǎn)變。,5、貝氏體轉(zhuǎn)變的擴散性 貝氏體轉(zhuǎn)變過程中存在原子的擴散現(xiàn)象，但只有碳原子的擴散，而Fe及合金元素的原子均不發(fā)生擴散。,6、貝氏體轉(zhuǎn)變晶體學特征 貝氏體中F形成時也能產(chǎn)生表面浮凸，這說明F在形成時同樣與母相的宏觀切變有關(guān)，母相與新相之間維持第二共格關(guān)系。但所產(chǎn)生的表面浮凸與馬氏體形成所產(chǎn)生的表面浮凸不同，馬氏體是N形的，貝氏體為V形的。,Bhadeshiat持貝氏體相變系切變形核、切變長大理論，以此說明貝氏體形成不能穿越晶界，認為貝氏體相變的形狀改變誘發(fā)鄰近奧氏體塑性適配，使相界失去共格性，因此，貝氏體在碰遇晶界等障礙前就停止長大，呈現(xiàn)相變不完全性,形成束狀顯微組織，認為替代型溶質(zhì)元素在貝氏體形成時并不作分配。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,二、貝氏體的組織形態(tài)和晶體學,1、上貝氏體 在貝氏體相變區(qū)較高溫度范圍內(nèi)形成的貝氏體稱為上貝氏體。對于中、高碳鋼來說，上貝氏體大約在350-550的溫度區(qū)間形成。 典型的上貝氏體組織在光鏡下觀察時呈羽毛狀、條狀、針狀，少數(shù)呈橢圓形或矩形。在電鏡下觀察時，可看到上貝氏體組織為一束大致平行分布的條狀鐵素體和夾于條間的斷續(xù)條狀碳化物的混合物，在條狀鐵素體中有位錯纏結(jié)存在。,貝氏體組織形態(tài)隨鋼的化學成分以及形成溫度不同而異，其主要形態(tài)為上貝氏體和下貝氏體兩種，還有一些其他形態(tài)的貝氏體。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,T8 鋼的上貝氏體組織,鋼中典型上貝氏體組織示意圖,典型的上貝氏體組織在光鏡下觀察時呈羽毛狀、條狀、針狀，少數(shù)呈橢圓形或矩形。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,較高溫度形成的上貝氏體,在電鏡下觀察時，可看到上貝氏體組織為一束大致平行分布的條狀鐵素體和夾于條間的斷續(xù)條狀碳化物的混合物，在條狀鐵素體中有位錯纏結(jié)存在。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,C%：隨鋼中碳含量的增加，上貝氏體中的相板條更多、更薄，滲碳體的形態(tài)由粒狀、鏈球狀而成為短桿狀，滲碳體數(shù)量增多，不但分布于相之間，而且可能分布于各相內(nèi)部。 形成溫度：隨形成溫度的降低，相變薄，滲碳體細化且彌散度增大。,影響上貝氏體組織形態(tài)的因素：,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,上貝氏體晶體學特征及亞結(jié)構(gòu)：,上貝氏體中的鐵素體形成時可在拋光試樣表面形成浮突。上貝氏體中鐵素體的慣習面為111，與奧氏體之間的位向關(guān)系為 K-S關(guān)系。碳化物的慣習面為227，與奧氏體之間也存在一定的位向關(guān)系。 因此一般認為碳化物是從奧氏體中直接析出的。 亞結(jié)構(gòu)為位錯，位錯密度較高，能形成纏結(jié)。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,值得指出的是，在含有 Si 或Al的鋼中，由于Si和 Al具有延緩滲碳體沉淀的作用，使鐵素體條之間的奧氏體為碳所富集而趨于穩(wěn)定，因此很少沉淀或基本上不沉淀出滲碳體，形成在條狀鐵素體之間夾有殘余奧氏體的上貝氏體組織。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,2、下貝氏體,形成溫度范圍 一般在350-Ms之間的低溫區(qū)。對于中、高碳鋼，下貝氏體大約在 350-Ms之間形成，當碳含量很低時，其形成溫度可能高于 350。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,也是一種兩相組織，由相與碳化物組成。 相的立體形態(tài)呈片狀（或透鏡片狀），在光學顯微鏡下呈針狀，與片狀M相似。形核部位大多在A晶界上，也有相當數(shù)量位于A晶內(nèi)。 碳化物為滲碳體或-碳化物，碳化物呈細片狀或顆粒狀，排列成行，約以55-60角度與下貝氏體的長軸相交，并且僅分布在F片內(nèi)部。 鋼的化學成份、A晶粒度和均勻化程度對下貝氏體的組織形態(tài)影響較小。,組織形態(tài),第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,鋼中典型下貝氏體組織示意圖,GCr15 鋼的下貝氏體組織,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,較低溫度下形成的下貝氏體,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,下貝氏體形成時也會在光滑試樣表面產(chǎn)生浮突，但其形狀與上貝氏體組織不同： 上貝氏體的表面浮突大致平行，從奧氏體晶界的一側(cè)或兩側(cè)向晶粒內(nèi)部伸展；而下貝氏體的表面浮突往往相交呈“”形，而且還有一些較小的浮突在先形成的較大浮突的兩側(cè)形成。 下貝氏體中鐵素體的碳含量遠遠高于平衡碳含量。下貝氏體鐵素體的亞結(jié)構(gòu)與板條馬氏體和上貝氏體鐵素體相似，也是纏結(jié)位錯，但位錯密度往往高于上貝氏體鐵素體，而且未發(fā)現(xiàn)有孿晶亞結(jié)構(gòu)存在。 下貝氏體中F相與A之間的位向關(guān)系為K-S關(guān)系，慣習面不確定，可能是110A、254A及569A中的一種。,晶體學特征及亞結(jié)構(gòu),第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,1）形成溫度范圍 一般形成于低碳鋼中，在B轉(zhuǎn)變的最高溫度范圍內(nèi)形成。 2）組織形態(tài) 是一種單相組織，由大致平行的F板條組成，F(xiàn)板條自A晶界形成，成束地向一側(cè)晶粒內(nèi)長大，在F板條之間為富碳的A。F板條較寬、間距較大，隨轉(zhuǎn)變溫度下降，F(xiàn)板條變窄、間距縮小。 富碳的A在隨后的冷卻過程中可能轉(zhuǎn)變?yōu)镻、B、M或保持不變。所以說無碳化物貝氏體不能單獨存在。 3）晶體學特征及亞結(jié)構(gòu) 慣習面為111A，位向關(guān)系為K-S關(guān)系；F內(nèi)有一定數(shù)量的位錯。,3、無碳化物貝氏體,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,無碳化物貝氏體,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,4、B、B、B 日本的大森在研究低碳低合金高強鋼時發(fā)現(xiàn)，在某些鋼中的貝氏體可以明顯地分為三類，分別把這三類B稱為第一類、第二類和第三類貝氏體，并用B、B、B分別表示。 B約在600-500之間形成，無碳化物析出； B約在500-450之間形成，碳化物在F之間析出； B約在450-Ms之間形成，碳化物分布在F內(nèi)部。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,在連續(xù)冷卻時，也可形成這三類貝氏體： 冷卻速度較慢時，形成 B； 冷卻速度居中時，形成 B； 冷卻速度較快時，形成 B。 B 組織具有較好的綜合機械性能，特別是鋼中獲得 B 加板條馬氏體組織時，強度和韌性都高，是一種有工程應(yīng)用價值的組織形態(tài)。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,三、貝氏體相變機制,一般認為貝氏體相變過程是馬氏體相變加碳原子的擴散。但為什么在 Ms點以上會有馬氏體型相變發(fā)生？這是貝氏體相變機制必須首先要說明的問題。 對于貝氏體相變機制已經(jīng)進行了大量的研究工作，但至今問題仍未得到完全解決。這里將主要介紹恩金貝氏體相變假說和柯俊貝氏體相變假說。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,0.23C鋼的奧氏體化后250等溫形成貝氏體，側(cè)得下貝氏體中鐵素體的碳濃度為0.15，遠遠超過該溫度下鐵素體的飽和碳濃度。認為這種鐵素體實質(zhì)上就是低碳馬氏體；,電解分離貝氏體中的碳化物，測得碳化物中合金元素含量與鋼的原始濃度相同。認為在貝氏體相變過程中鐵及合金元素原子不發(fā)生擴散。,中碳鋼（0.5C-3.5Cr）在300等溫形成下貝氏體，隨貝氏體轉(zhuǎn)變量增加，剩余奧氏體中碳濃度升高。說明貝氏體相變中碳原子不斷地由相通過/界面向相中擴散，導致剩余奧氏體中的碳濃度升高；,恩金在研究中發(fā)現(xiàn)：,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,恩金認為貝氏體相變應(yīng)屬于馬氏體相變性質(zhì)，由于隨后回火析出碳化物而形成貝氏體，提出了貧富碳理論假說。 該假說認為，在貝氏體相變發(fā)生之前，奧氏體中已經(jīng)發(fā)生了碳的擴散重新分配，形成了貧碳區(qū)和富碳區(qū)。在貧碳區(qū)發(fā)生馬氏體相變而形成低碳馬氏體，然后馬氏體迅速回火形成過飽和鐵素體和滲碳體的機械混合物，即貝氏體。 在富碳區(qū)中首先析出滲碳體，使其碳濃度下降成為貧碳區(qū)，然后從新的貧碳區(qū)通過馬氏體相變形成馬氏體，爾后又通過回火成為鐵素體加滲碳體的兩相機械混合物（貝氏體），而在相變過程中鐵及合金元素的原子是不發(fā)生擴散的。,1、恩金貝氏體相變假說,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,如圖所示，馬氏體相變開始點 Ms隨碳濃度增加而下降。當C濃度的奧氏體（a點）冷卻至 Ms點以下時將發(fā)生馬氏體相變。 但是，當冷卻至Ms點以上的 T 溫度（b 點）等溫時，在孕育期內(nèi)由于碳原子的擴散重新分配，在奧氏體內(nèi)形成富碳區(qū)和貧碳區(qū)，其Ms點亦隨之發(fā)生變化。當貧碳區(qū)的碳濃度減小到 C1以下時，其 Ms點升高到T1 以上溫度，因此，貧碳區(qū)（c 點）在 T1 溫度下能夠通過馬氏體相變轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。此時的馬氏體為過飽和相，在熱力學上是不穩(wěn)定的，在隨后的等溫過程中發(fā)生回火轉(zhuǎn)變，馬氏體分解成為相和滲碳體的機械混合物，即貝氏體。,在 Ms點以上溫度等溫，過冷奧氏體中的貧碳區(qū)發(fā)生馬氏體相變的原因可解釋如下。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,Fe - Fe3C 平衡狀態(tài)圖,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,恩金假說能夠解釋貝氏體的形成、Bs 點的意義和貝氏體中鐵素體的碳濃度隨等溫溫度變化而變化等現(xiàn)象，但沒有解釋貝氏體的形態(tài)變化和組織結(jié)構(gòu)等問題。,等溫溫度愈高， 相的過飽和度就愈小，貧碳區(qū)的Ms點就愈高。貝氏體相變溫度范圍的上限 Bs點就是無碳奧氏體的Ms點。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,相變時自由能的變化： G=VGV+S+E 從上式來看，M相變可以發(fā)生的條件是G0，但由于M相變的熱滯較大，所以M相變只能在Ms以下的溫度才能發(fā)生。 如果在轉(zhuǎn)變過程中，能使Gv升高（即絕對值增大）使E（彈性應(yīng)變能）降低，可以使G降低，從而使M形的相變可以在Ms以上發(fā)生。,2、柯俊貝氏體相變假說（熱力學）,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,在B轉(zhuǎn)變過程中，伴隨著碳原子的擴散，從而降低了B中的F的碳含量，使F的自由能降低，引起Gv升高，同時B與A之間的比溶差較小，使體積變化產(chǎn)生的應(yīng)變能減小。形成溫度高，長大速度慢，A強度低，使A塑變和共格界面移動克服的阻力減小，這些都引起G減小，使B轉(zhuǎn)變可以在Ms以上的溫度下進行，即Bs高于Ms。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,該假說認為：貝氏體相變時，相的不斷長大和碳從相中的不斷脫溶這兩個過程是同時發(fā)生的，相長大時與奧氏體保持第二類共格關(guān)系。不過貝氏體的長大速度遠比同類共格切變型的馬氏體的長大速度低，這是因為貝氏體的長大速度受碳原子的擴散脫溶所控制。貝氏體相變?yōu)橛袛U散（碳原子）、有共格的相變。 貝氏體相變的主要驅(qū)動力是因碳脫溶而增加的化學自由能差。碳從相中的脫溶可以有兩種方式： 碳通過相界面從相擴散到相中； 碳在相內(nèi)脫溶沉淀為碳化物。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,柯俊貝氏體相變假說能夠解釋： 在 Ms 點以上溫度相可以通過馬氏體型相變機制形成； 按馬氏體型相變機制形成的貝氏體的長大速度遠低于馬氏體的長大速度； 在不同溫度下形成的貝氏體有著截然不同的組織形態(tài)。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,貝氏體轉(zhuǎn)變包括貝氏體鐵素體的形成以及碳化物的析出。長期以來，圍繞著這兩個問題進行著爭論。在爭論中最主要的是切變機制與臺階機制之爭。 1、切變機制 柯俊最先發(fā)現(xiàn)貝氏體轉(zhuǎn)變與馬氏體轉(zhuǎn)變一樣，在形成貝氏體鐵素體時也能在拋光表面引起浮凸，以后又得出形成魏氏鐵素體時也能引起浮凸。據(jù)此，認為魏氏鐵素體即貝氏體鐵素體，貝氏體鐵素體與馬氏體一樣，也是通過切變機制形成的，由于貝氏體轉(zhuǎn)變時碳原子尚能擴散，這就導致貝氏體轉(zhuǎn)變與馬氏體轉(zhuǎn)變的不同以及貝氏體組織的多樣性。,四、貝氏體轉(zhuǎn)變的切變機制,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,切變機制存在的問題： 1）為什么貝氏體轉(zhuǎn)變所引起的浮凸不同于馬氏體所引起的浮凸？ 2）為什么貝氏體鐵素體與奧氏體之間的晶體學位向關(guān)系不同于馬氏體與奧氏體之間的位向關(guān)系？ 3）為什么透鏡片狀貝氏體鐵素體中沒有孿晶？ 4）為什么下貝氏體中的碳化物的分布與回火馬氏體中碳化物分布明顯不同？ 5）按切變機制，貝氏體鐵素體應(yīng)是片狀，但為什么上貝氏體鐵素體接近針狀？,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,2、貝氏體轉(zhuǎn)變的臺階機制 Aaronson等人強調(diào)貝氏體是非層狀共析反應(yīng)產(chǎn)物，亦即貝氏體轉(zhuǎn)變是一種特殊的共析反應(yīng)。他們認為，貝氏體轉(zhuǎn)變與珠光體轉(zhuǎn)變或馬氏體轉(zhuǎn)變不同，是通過臺階機制長大的。 臺階的水平面為-的半共格界面，界面兩側(cè)的與有一定的位向關(guān)系，在半共界面上存在著柏氏矢量與界面平行的刃型位錯。界面由位錯和臺階組織成。臺階的端面為非共格界面。這樣的界面活動能力很高，易于向側(cè)面移動，從而使水平面向上推移。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,臺階長大機制示意圖,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,珠光體、貝氏體、馬氏體轉(zhuǎn)變主要特征,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,貝氏體的形成過程,由于形成溫度以及奧氏體的碳含量不同，貝氏體相變過程將按照不同的方式進行，從而形成不同形態(tài)的貝氏體組織。 1）高溫范圍的轉(zhuǎn)變（無碳化物貝氏體） 由于溫度高，初形成的鐵素體的過飽和度很小，且碳在鐵素體和奧氏體中的擴散能力均很強。在貝氏體鐵素體形成后，鐵素體中過飽和的碳可以通過界面很快進入奧氏體而使鐵素體的碳含量降低到平衡濃度。通過界面進入奧氏體的碳也能很快地向奧氏體縱深擴散，使奧氏體的碳含量都得到提高而不致集聚在界面附近。如果奧氏體的含碳量并不高，不會因為貝氏體鐵素體的形成而析出碳化物，因此得到的是貝氏體鐵素體及碳富化了的奧氏體，即無碳化物貝氏體，也包括魏氏鐵素體在內(nèi)。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,無碳化物貝氏體(a),上貝氏體(b)和下貝氏體(c)形成過程示意圖,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,2）中溫范圍的轉(zhuǎn)變（上貝氏體） 在350-550的中間溫度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)變時，轉(zhuǎn)變初期與高溫范圍的轉(zhuǎn)變基本一樣。但此時的溫度已比較低，碳在奧氏體中的擴散已變得困難，通過界面由貝氏體鐵素體擴散進入奧氏體中的碳原子已不可能進一步向奧氏體縱深擴散，尤其是板條鐵素體束兩相鄰鐵素體條之間的奧氏體中的碳更不可能向外擴散。故界面附近的奧氏體，尤其是兩鐵素體條之間的奧氏體中的碳將隨貝氏體鐵素體的長大而顯著升高，當超過奧氏體溶解度極限時，將自奧氏體中析出碳化物而形成羽毛狀的上貝氏體。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,3）低溫范圍的轉(zhuǎn)變（下貝氏體） 在350以下轉(zhuǎn)變與上述轉(zhuǎn)變有較大的差異。由于溫度低，初形成的鐵素體的碳含量高，故貝氏體鐵素體的形態(tài)已由板條狀轉(zhuǎn)變?yōu)橥哥R片狀。此時，不僅碳原子已難以在奧氏體中擴散，就是在鐵素體中也難以作較長距離的擴散，而貝氏體鐵素體中的過飽和度又很大。而碳原子又不能通過界面進入奧氏體，只能以碳化物的形式在貝氏體鐵素體內(nèi)部析出.隨著碳的析出，貝氏體鐵素體的自由能將下降以及比容的縮小所導致的彈性應(yīng)變能的下降，將使已形成的貝氏體鐵素體片進一步長大，得到下貝氏體組織。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,4）粒狀貝氏體的形成 一般認為在某些低碳鋼中出現(xiàn)的粒狀貝氏體是由無碳化物貝氏體演變而來的。當無碳化物貝氏體針長大到彼此匯合時，剩下的小島狀奧氏體便為鐵素體所包圍沿鐵素體條間呈條狀斷續(xù)分布。因鋼碳含量較低，剩余奧氏體的碳含量也不超過其溶解度極限，故不會析出碳化物，這就形成了粒狀貝氏體。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,1、貝氏體等溫相變動力學 1）貝氏體等溫相變動力學的特點 （1）貝氏體轉(zhuǎn)變速度比馬氏體轉(zhuǎn)變速度慢很多 原因：一般認為B長大速度受碳原子從F中脫溶速度控制。 （2）貝氏體轉(zhuǎn)變的不完全性 一般B轉(zhuǎn)變量隨溫度降低最大轉(zhuǎn)變量增加。通常有兩種情況：一是溫度低于某一溫度，A可全部轉(zhuǎn)變?yōu)锽，二是等溫溫度很低時也不能完全轉(zhuǎn)變。,五、貝氏體相變動力學,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,殘留下來的A可能發(fā)生下列變化： 1）一直保持不變； 2）當轉(zhuǎn)變溫度較高時發(fā)生二次珠光體轉(zhuǎn)變，甚至到A全部轉(zhuǎn)變。 3）可能與珠光體和馬氏體轉(zhuǎn)變重疊 與珠光體轉(zhuǎn)變重疊：P轉(zhuǎn)變在先，B轉(zhuǎn)變在后； 與馬氏體轉(zhuǎn)變重疊：當Ms較高時，在Ms以下可先形成一定數(shù)量的M，而后發(fā)生B轉(zhuǎn)變。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,與P轉(zhuǎn)變相同，B的等溫動力學曲線也具有S形，但B等溫轉(zhuǎn)變不能進行到底。等溫溫度愈高，愈接近Bs點，等溫轉(zhuǎn)變量愈少。,2、貝氏體等溫形成圖,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,B轉(zhuǎn)變的等溫形成圖也具有C字形，在Bs溫度以下隨等溫溫度降低，孕育期先增后減具有一個鼻子。 對于碳鋼，由于P轉(zhuǎn)變與B轉(zhuǎn)變C曲線重疊在一起，因此合并成一個C曲線。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,1）奧氏體中碳的擴散 B轉(zhuǎn)變是在碳原子還能擴散的中溫范圍內(nèi)發(fā)生的，為了在A中形成低碳的F，C原子必將在A中偏聚。當A的碳含量超過其溶解度時（ES及其處長線），碳將以碳化物的形式自A中析出，而使A的C%降低。 在B轉(zhuǎn)變過程中A的C%有可能升高，也有可能降低，具體情況取決于A的成份及轉(zhuǎn)變溫度而定。 2）貝氏體中鐵素體內(nèi)碳的擴散 F形成初期C含量是過飽和的，而B轉(zhuǎn)變溫度范圍較M轉(zhuǎn)變高，故B中F在形成后必然要發(fā)生分解，以碳化物的形式由B中的F內(nèi)析出過飽和的碳，從而使F的C%下降。,3、貝氏體轉(zhuǎn)變時碳的擴散,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,1）碳含量 規(guī) 律：隨A中碳含量的增加，B轉(zhuǎn)變速度下降。 原 因：C含量高時，形成F核心，較困難，而從F中向外排出碳的數(shù)量增多，從而增加了B的形成時間。,4、影響貝氏體轉(zhuǎn)變動力學的因素,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,2）合金元素 凡是降低C擴散速度、阻礙F共格長大、阻礙碳化物形成的元素，都使B轉(zhuǎn)變速度下降。因此，除Co、Al以外所有合金元素都降低B轉(zhuǎn)變速度，使B轉(zhuǎn)變的C曲線右移，但作用不如C顯著，同時也使貝氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍下降，從而使珠光體與貝氏體轉(zhuǎn)變的C曲線分開。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,3）奧氏體晶粒大小和奧氏體化溫度 A晶粒大?。弘SA晶粒增大，B轉(zhuǎn)變孕期延長轉(zhuǎn)變速度下降。其原因是由于晶粒大晶界面積小，形成F核心的幾率小，同時碳的擴散距離長。,A化溫度：A化溫度高，晶粒粗大，成份均勻，貧碳區(qū)少，這都影響F的形核，使B轉(zhuǎn)變的孕育期延長，轉(zhuǎn)變速度下降。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,4）應(yīng)力的影響 拉應(yīng)力使B轉(zhuǎn)變速度增加，尤其對下B更顯著。壓應(yīng)力的作用不清楚。 5）塑性變形 （1）在較高溫度（1000-800 ）范圍內(nèi)對A進行塑性變形，將使A向B轉(zhuǎn)變的孕育期增長，轉(zhuǎn)變速度下降，轉(zhuǎn)變的不完全程度增大。 原因：一方面變形使A中的缺陷密度增加，有利于C原子的擴散，有利于B轉(zhuǎn)變的進行；而另一方面，A形變后會產(chǎn)生多邊化亞結(jié)構(gòu)，這對B中F的共格生長是不利的。通常以后者的作用為主。,第五章 貝氏體轉(zhuǎn)變,（2）在較低溫度（350-300）范圍內(nèi)對A進行塑性變形將加速B的形成。 原因：A晶體缺陷密度更大，促進C的擴散，并且形變會使A中的應(yīng)力增加，有利于B中F按M型轉(zhuǎn)變機制形成，結(jié)果使B轉(zhuǎn)變速度加快。 6）冷卻在不同溫度下停留 （1）在P與B轉(zhuǎn)變區(qū)之間的亞穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)停留會加速隨后的B轉(zhuǎn)變。 原因：停留過程中A析出碳氮化物，降低了A的穩(wěn)定性。 （2）在高溫區(qū)先進行部份上B轉(zhuǎn)變，將會使低溫區(qū)下B的轉(zhuǎn)變速度降低，孕育