贝氏体是如何形成的
当奥氏体过冷到低于珠光体转变温度和高于马氏体转变温度之间的温区时,将发生由切变相变与短程扩散相配合的转变,其转变产物叫贝氏体或贝茵体。它因Edgar C.Bain于1934年在钢中发现这种组织而得名.。在许多有色合金中也观察到类似的转变产物,亦称为贝氏体。钢中的贝氏体是铁素体和碳化物的混合组织。贝氏体钢中低碳结构钢适当合金化后可显著延迟珠光体转 变,突出贝氏体转变,使钢在奥氏体化后在较大的连续 冷却冷速范围内部可以得到以贝氏体为主的组织,称 为贝氏体钢。贝氏体钢可以用较低的冷速得到较高的 综合性能,从而简化热处理工艺,减少变形。为延迟钢的珠光体转变(包括先共析铁素体转 变),最有效的合金元素是B、Mo、Mn、W和Cr。其中 特别是B和Mo在延迟珠光体转变的同时对贝氏体转 变却影响不大。所以贝氏体钢大多以Mo、B为基本合 金元素。贝氏体开始转变点B是衡量贝氏体钢性能的重 要指标。B点愈低,其抗拉强度愈高。合金元素按碳、 锰、钼、铬、镍的次序依次减弱对B点的影响。但它们 也同时使M点降低,从而降低材料工艺性能。所以常 用B降低值与M降低值之比来衡量合金元素对贝 氏体钢的贡献。按此排列则依次为:C、Cr、Mo、Mn、 Ni。贝氏体钢的最终热处理状态通常是炉冷、空冷或 模冷。其组织以下贝氏体为主。但随冷却的不同也可能 出现板条马氏体和无碳贝氏体。下贝氏体和板条马氏体均为板条状,在很多情况 下是相间排列的,在光镜下很难区分。其特征如下:M-A组织是在贝氏体、马氏体基底上分布的颗粒 组织。这是由于碳浓度偏析在冷却转变中形成的富碳 奥氏体区,在随后的冷却中部分转变为马氏体,部分保 持奥氏体状态而构成。M-A组织通常在光镜中可以辨 认,呈不规则颗粒,分布在贝氏体铁素体内或晶界上。 随转变温度的降低,颗粒变细变小。马氏体中也可以出 现M-A组织,但只能由电镜加以辨别。而在 55SiMnMo钢的无碳贝氏体上M-A已演变成块状组 织。M-A组织硬度、强度均高于基底。但少量小颗粒的 M-A组织对常规性能没有明显影响。无碳贝氏体是中碳贝氏体钢55SiMnMo正火态 的主要组织。铁素体和富碳奥氏体组成条片相间的贝 氏体组织,在相内和相间均无碳化物析出。经测定此种 无碳贝氏体中含奥氏体约30%(体积分数)。奥氏体的 含碳量可达w=1.5%。
贝氏体产生在什么后的组织中
贝氏体产生在等温淬火处理后的组织中。在金属热处理过程中,钢的过冷奥氏体在中温(珠光体转变和马氏体转变的温度范围之间)发生的转变。钢铁热处理理论的奠基者美国人贝茵(E C Bain)在1930年首先发表了这种转变产物的光学金相照片,后来人们把这种转变产物命名为贝氏体。到1939年,美国人梅尔(R.F.Mehl)把在这个温度范围上部的转变产物称为“上贝氏体”);在这个温度范围下部的转变产物称为“下贝氏体”。关于贝氏体的定义和转变机制,是固态转变理论发展中最有争议的领域之一。它形成了两个对立的学派,即以柯俊为代表的切变学派和以美国人阿洛申(H.I.Aaronson)为代表的扩散学派,以及介于两个学派之间的一种所谓转变机制转化连续性和阶段性理论。贝氏体的分类:1、按贝氏体形成所处的温度分类,分为上贝氏体和下贝氏体。在贝氏体C-曲线的上部温度区(Bs点到鼻温附近) 形成上贝氏体,在贝氏体“鼻温”以下至Ms点附近的较低温度区形成下贝氏体。以38Cr Mo钢的TTT图为例所标明的那样,该钢贝氏体的鼻温约400 ℃,Bs点约为500 ℃,马氏体点Ms为320 ℃。2、按组成相分类,可分为无碳化物贝氏体和有碳化物贝氏体,这是贝氏体组织的两种基本类型。无碳化物贝氏体中包括准上贝氏体、准下贝氏体、粒状贝氏体等; 有碳化物贝氏体是在贝氏体铁素体基体上分布着颗粒状的或短片状渗碳体或ε碳化物,称为“有碳化物贝氏体”。3、按贝氏体形态分类,可分为羽毛状贝氏体、粒状贝氏体、柱状贝氏体、条片状贝氏体、针状贝氏体、片状贝氏体、竹叶状贝氏体、正三角型贝氏体、“N”形贝氏体、蝴蝶形贝氏体等,名称很多,形形色色,不必纠缠众多形貌的名称,只需从本质上认识即可。4、按碳含量分类,可分为超低碳贝氏体、低碳贝氏体、中碳贝氏体、高碳贝氏体。工业上常称为超低碳贝氏体钢、高碳贝氏体钢等。