比較貝氏體轉(zhuǎn)變與珠光體轉(zhuǎn)變和馬氏體轉(zhuǎn)變的異同

試比較貝氏體轉(zhuǎn)變與珠光體轉(zhuǎn)變和馬氏體轉(zhuǎn)變的異同一．組織形態(tài)：1。珠光體：珠光體的組織形態(tài)特征：珠光體的典型組織特征是由一層鐵素體和一層滲碳體交替平行堆疊而形成的雙相組織。根據(jù)片層間距的不同，可將珠光體分為三種：000 珠光體：S=450-150nmA－650℃，普通光學(xué)顯微鏡可以分辨。:S=150-80nm650－600℃，高倍光學(xué)顯微鏡可以分辨。屈氏體：S=80-30nm600－550000 鐵素體基體上分布著粒狀滲碳體的組織為粒狀珠光體。這種組織一般是通過(guò)球化退火或淬火后高溫回火得到的。.2.馬氏體：馬氏體的組織形態(tài):錯(cuò)誤:(3－5個(gè)）的馬氏體板條,板條間是小角晶界。馬氏體板條內(nèi)存在大量的位錯(cuò)，所以板條馬氏體的亞結(jié)..錯(cuò)誤!.片狀馬氏體是中、高碳鋼中形成的一種典型馬氏體組織,其形貌特征可描述如下：在一個(gè)原奧氏體晶粒內(nèi)部有許多相互有一定角度的馬氏體片.馬氏體片的空間形態(tài)為雙凸透鏡狀，橫截面為針狀或竹葉狀。在原奧氏體晶粒中首先形成的馬氏體片貫穿整個(gè)晶粒將奧氏體晶粒分割,以后陸續(xù)形成的馬氏體片越來(lái)越小，所以馬氏體片的尺寸取決于原始奧氏體晶粒的尺寸。片狀馬氏體的形成溫度較低，在馬氏體片的周圍往往存在著殘余奧氏體。片狀馬氏體的內(nèi)部亞結(jié)構(gòu)主要是孿晶.當(dāng)碳含量較高時(shí)，在馬氏體片中可以看到中脊,中脊面是密度很高的微孿晶區(qū).馬氏體片形成時(shí)的相互撞擊，馬氏體片中存在大量的纖維裂紋。錯(cuò)誤。上貝氏體中、高碳鋼大約在350-550.,具有羽毛狀特征。,滲碳體細(xì)化。上貝氏體中鐵素體條間還可能存在未轉(zhuǎn)變的殘余奧氏體。錯(cuò)誤!。下貝氏體350℃—Ms之間溫度形成。下貝氏體是由過(guò)飽和片狀鐵素體和其內(nèi)部沉淀的滲碳體組成的機(jī)械混合物氏體晶內(nèi)形核.下貝氏體的鐵素體中碳化物細(xì)小、彌散、呈粒狀或條狀，沿著與鐵素體長(zhǎng)軸.錯(cuò)誤!。粒狀貝氏體粒狀貝氏體是低碳或中碳合金鋼在上貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)上限溫度范圍內(nèi)形成的一種貝氏體組織。:小.錯(cuò)誤!.無(wú)碳化物貝氏體平行的條狀鐵素體和條間富碳奧氏體或其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物組成的.形成時(shí)也會(huì)出現(xiàn)表面浮凸，鐵素體中亞結(jié)構(gòu)時(shí)位錯(cuò)。錯(cuò)誤!.柱狀貝氏體呈放射狀，碳化物分布在鐵素體內(nèi)部。錯(cuò)誤!。反常貝氏體反常貝氏體也稱反向貝氏體或倒易貝氏體，產(chǎn)生在共析鋼中，形成溫度略高于350℃。二．轉(zhuǎn)變特點(diǎn)：珠光體：錯(cuò)誤!。片狀珠光體形成過(guò)程碳量很低的鐵素體的機(jī)械混合物。因此，珠光體的形成過(guò)程,包含著兩個(gè)同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程:一個(gè)是通過(guò)碳的擴(kuò)散生成高碳的滲碳體和低碳的鐵素體;另一個(gè)是晶體的點(diǎn)陣重構(gòu).由面心錯(cuò)誤!。粒狀珠光體的形成過(guò)程粒狀珠光體是通過(guò)滲碳體球化獲得的C原子將從滲碳體的尖角處向平面處擴(kuò)散。擴(kuò)散的結(jié)果，破壞了相平衡.為了恢復(fù)平衡，尖角處將溶解而使馬氏體：馬氏體相變的主要特點(diǎn)：○，1。切變共格和表面浮凸現(xiàn)象：奧氏體向馬氏體晶體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變是靠切變進(jìn)行的因此稱為切變共格。由于切變導(dǎo)致在拋光試樣表面在馬氏體相變之后產(chǎn)生凸起，即表面浮凸現(xiàn)象。錯(cuò)誤!。馬氏體轉(zhuǎn)變的無(wú)擴(kuò)散性：原子不發(fā)生擴(kuò)散，但發(fā)生集體運(yùn)動(dòng)，原子間相對(duì)運(yùn)動(dòng)距離不超過(guò)一個(gè)原子間距,原子相鄰關(guān)系不變。轉(zhuǎn)變過(guò)程不發(fā)生成分變化，但卻發(fā)生了晶體結(jié)構(gòu)的變化.轉(zhuǎn)變溫度很低，但轉(zhuǎn)變速度極快。3位向關(guān)系：K—S1｝｝，〉1〉，可有4種取向γ α’ γ α’西ft｛}

，<211//<110

，可有12種取向慣習(xí)面:

γ α’

γ α'隨碳含量提高和轉(zhuǎn)變溫度降低:(111）γ，（225）γ，(259)γ○，4.馬氏體轉(zhuǎn)變是在一個(gè)溫度范圍內(nèi)完成的：馬氏體轉(zhuǎn)變是奧氏體冷卻的某一溫度時(shí)才開(kāi)始的,Ms點(diǎn).馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始后，必須在不斷降低溫度的條件下才能使轉(zhuǎn)變繼續(xù)進(jìn)行,如冷卻中斷，則轉(zhuǎn)變立即停止.Mf點(diǎn)。從以上分析可以看出，馬氏體轉(zhuǎn)變需要在一個(gè)溫度范圍內(nèi)連續(xù)冷卻才能完成。如果Mf點(diǎn)低于室溫，則冷卻到室溫時(shí)，將仍保留一定數(shù)量的未轉(zhuǎn)變奧氏體,稱之為殘余奧氏體.錯(cuò)誤!.馬氏體轉(zhuǎn)變的可逆性:在某些合金中，奧氏體冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體后，重新加熱時(shí),已經(jīng)形成的馬氏體又可以通過(guò)逆向馬氏體轉(zhuǎn)變機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。這就是馬氏體轉(zhuǎn)變的可逆性.將馬氏體直接向奧氏體轉(zhuǎn)變的稱為逆轉(zhuǎn)變。逆轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度為As點(diǎn),終了溫度為Af點(diǎn)。Fe-C合金很難發(fā)生馬氏體逆轉(zhuǎn)變，因?yàn)轳R氏體加熱尚未達(dá)到As分解，析出碳化物，因此得不到馬氏體逆轉(zhuǎn)變。貝氏體:貝氏體轉(zhuǎn)變的基本特征：1,也可以連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變?！穑?.以擴(kuò)散，鐵素體長(zhǎng)大速度受碳擴(kuò)散控制，速度較慢?！穑?.貝氏體轉(zhuǎn)變有上限溫度和下限溫度錯(cuò)誤!.較高溫度形成的貝氏體中碳化物分布在鐵素體條之間,較低溫度形成的貝氏體中碳化物主要分布在鐵素體條內(nèi)部;隨形成溫度下降，貝氏體中鐵素體的碳含量升高?！穑?。上貝氏體轉(zhuǎn)變速度取決于碳在奧氏體中的擴(kuò)散速度；下貝氏體轉(zhuǎn)變速度取決于碳在鐵素體中的擴(kuò)散速度?！?，6.上貝氏體中鐵素體的慣習(xí)面是(111)γ；下貝氏體鐵素體的慣習(xí)面是（225）γ;貝氏體中K-S位向關(guān)系。三．轉(zhuǎn)變熱力學(xué)：珠光體：珠光體轉(zhuǎn)變的動(dòng)力是體系自由能的下降，其大小取決于轉(zhuǎn)變溫度。過(guò)冷度越大,轉(zhuǎn)變驅(qū)動(dòng)力越大.生珠光體轉(zhuǎn)變。馬氏體:相變驅(qū)動(dòng)力：過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體有兩個(gè)必要條件:一是必須快冷，避免珠光體轉(zhuǎn)變發(fā)生；二是必須深冷，到馬氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度以下，馬氏體轉(zhuǎn)變才能發(fā)生。馬氏體轉(zhuǎn)變的驅(qū)動(dòng)力是在轉(zhuǎn)變溫度下奧氏體與馬氏體的自由能差.因此馬氏體相變必須有很大的過(guò)冷度。貝氏體：貝氏體轉(zhuǎn)變是一個(gè)有碳原子擴(kuò)散的共格切變過(guò)程，兼具珠光體和馬氏體轉(zhuǎn)變特征.和其它相變一樣,貝氏體轉(zhuǎn)變的熱力學(xué)條件也是驅(qū)動(dòng)力和阻力分析。,按照馬氏體轉(zhuǎn)變熱力學(xué)分析，只有在Ms點(diǎn)以下相變驅(qū)動(dòng)力才能克服阻力發(fā)生相變。一方面,在貝氏體相變時(shí)，碳在奧氏體中發(fā)生預(yù)先擴(kuò)散，重新分布。由于碳的擴(kuò)散,降低了形成貝氏體中鐵素體的碳含量,使鐵素體的自由能降低,增大了新舊兩相的自由能差，提高了相變驅(qū)動(dòng)力。另一方面，碳原子從奧氏體中析出，使奧氏體中出現(xiàn)貧碳區(qū)，降低了切變阻力，使切變可以在較高溫度發(fā)生。B B s f而降低.四．轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)：珠光體:錯(cuò)誤!.珠光體轉(zhuǎn)變有孕育期。隨轉(zhuǎn)變溫度降低，孕育期減小，某一溫度孕育期最短，溫度再降低,孕育期又增加.隨轉(zhuǎn)變時(shí)間增加，轉(zhuǎn)變速度提高,當(dāng)轉(zhuǎn)變量超過(guò)50%時(shí),轉(zhuǎn)變速度又逐漸降低，直至轉(zhuǎn)變完成。錯(cuò)誤!。溫度一定時(shí)，轉(zhuǎn)變速度隨時(shí)間的延長(zhǎng)有一極大值3,錯(cuò)誤。珠光體轉(zhuǎn)變中合金元素的影響很顯著A1點(diǎn)和共析碳濃度的影響除鎳和錳以外的合金元素可以提高A1溫度。當(dāng)珠光體轉(zhuǎn)變溫度一定時(shí)，相當(dāng)于提高了過(guò)冷度，降低了珠光體片層間距。所有合金元素都使鋼的共析碳濃度降低。對(duì)珠光體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)的影響奧氏體中的合金元素使珠光體轉(zhuǎn)變的孕育期增大，轉(zhuǎn)變速度降低。只有合金元素在奧氏體化過(guò)程中溶入奧氏體，才能起到提高過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性的作用。C．對(duì)珠光體轉(zhuǎn)變過(guò)程的影響子的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變速度,從而降低珠光體轉(zhuǎn)變速度.合金元素降低碳在奧氏體中的擴(kuò)散速度，從而降低珠光體轉(zhuǎn)變速度。2。馬氏體:馬氏體轉(zhuǎn)變主要有四種方式：降溫轉(zhuǎn)變，爆發(fā)式轉(zhuǎn)變,等溫轉(zhuǎn)變，表面轉(zhuǎn)變錯(cuò)誤!.碳鋼和低合金鋼中的馬氏體降溫轉(zhuǎn)變：馬氏體轉(zhuǎn)變必須在連續(xù)不斷的降溫過(guò)程中才能進(jìn)行,瞬間形核，瞬間長(zhǎng)大.形核后以極大的速度長(zhǎng)大到極限尺寸,相變時(shí)馬氏體量的增加是由于降溫過(guò)程中新馬氏體片的形成，而不是已有馬氏體的長(zhǎng)大。馬氏體轉(zhuǎn)變量是溫度的函數(shù),取決于冷卻達(dá)到的溫度，與在某一溫度停留時(shí)間無(wú)關(guān)。馬氏體轉(zhuǎn)變導(dǎo)致體積膨脹，使剩余的奧氏體受到壓應(yīng)力，發(fā)生塑性變形，產(chǎn)生強(qiáng)化,繼.錯(cuò)誤!。Fe-Ni合金中的爆發(fā)式轉(zhuǎn)變：s M0Fe-Ni0（Ms 隨Ni,后續(xù)降溫轉(zhuǎn)變速度下降；當(dāng)Ni含量特別高時(shí)，爆發(fā)轉(zhuǎn)變量急劇下降.3等溫轉(zhuǎn)變：sM0Fe—Ni-MnC”曲線特征，形核需要孕育期，長(zhǎng)大速度很快。形核率隨過(guò)冷度的增大，先增后減。s馬氏體的等溫轉(zhuǎn)變一般不能進(jìn)行到底，轉(zhuǎn)變到一定量就停止了.馬氏體轉(zhuǎn)變引起的體積變化導(dǎo)致為相變的奧氏體變形，從而使切變阻力增大。因此,,才能使相變繼續(xù)進(jìn)行。錯(cuò)誤!.表面轉(zhuǎn)變：Ms00.這種在稍高于合金Ms.r {225}而是｛112｝r 3。貝氏體:貝氏體轉(zhuǎn)變主要是等溫轉(zhuǎn)變。錯(cuò)誤!.貝氏體等溫形成動(dòng)力學(xué)具有擴(kuò)散型相變的特征，其開(kāi)始階段形成速度較小，繼而迅速增大，轉(zhuǎn)變量達(dá)到某一范圍時(shí)，形成速度趨近于定值,隨后又逐漸減小錯(cuò)誤!。貝氏體轉(zhuǎn)變的完全程度與化學(xué)成分、奧氏體化溫度和等溫轉(zhuǎn)變溫度有關(guān).提高奧氏體化溫度和鋼的合金化程度會(huì)使貝氏體轉(zhuǎn)變不完全性增大,等溫轉(zhuǎn)變溫度越高，貝氏體轉(zhuǎn)變不完全性越明顯。這種貝氏體轉(zhuǎn)變的不完全性也成為貝氏體轉(zhuǎn)變的自制?！?，3。上貝氏體鐵素體的長(zhǎng)大速度，主要取決于其前沿奧氏體內(nèi)碳原子的擴(kuò)散度，而下貝氏體轉(zhuǎn)變的速度則主要取決于鐵素體內(nèi)碳化物沉淀的速度。五．機(jī)械性能 :1.珠光體：珠光體中鐵素體片的亞晶粒尺寸和原始奧氏體晶粒大小與著密切的關(guān)系,因而表征單位體積內(nèi)晶界面積的奧氏體晶粒大小，對(duì)珠滲碳體片薄時(shí)，相界面增多，在外力作用下，抗塑性變形的能力增大。珠光體團(tuán)直徑減小,標(biāo)明單位體積內(nèi)片層排列方向增多,使局部發(fā)生大量塑性變形引起應(yīng)力集中的可能性減少，因而既提高了強(qiáng)度又提高了塑性。使鋼的強(qiáng)度和塑性都降低。,其硬度、強(qiáng)度較低，塑性較高。2。馬氏體：達(dá)到。6%.高，但殘余奧氏體量增加，使鋼的硬度反而下降。近年來(lái)對(duì)馬氏體高強(qiáng)度的本質(zhì)進(jìn)行了大量的研究工作,認(rèn)為引起馬氏體高強(qiáng)度的原因是多方面的，其中主要包括相變強(qiáng)化、碳原子的固溶強(qiáng)化和時(shí)效強(qiáng)化等.所以韌性差,可能是與孿晶亞結(jié)構(gòu)的存在及在回火時(shí)碳化物沿孿晶面析出呈不均勻分布有關(guān)。馬氏體的相變塑形是隨著應(yīng)力的增長(zhǎng)而不斷增長(zhǎng)的.同時(shí)馬氏體相變所誘發(fā)的塑形還可顯著提高鋼的韌性。、由于塑性變形而引起的局部區(qū).3.貝氏體：素體的尺寸所控制。只有下貝氏體或高碳上貝氏體中,碳化物的彌散強(qiáng)化才有比較明顯的貢獻(xiàn)。脆性轉(zhuǎn)