CH貝氏體轉變與鋼在冷卻過程中的中溫轉變(級)

第七章貝氏體與

鋼在冷卻過程中的中溫轉變目前一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/171

貝氏體的分類與定義貝氏體轉變的主要特征貝氏體的組織結構、形態(tài)和晶體學特征貝氏體轉變機制貝氏體轉變的熱力學和轉變過程貝氏體轉變的動力學貝氏體的力學性能魏氏組織及其對鋼的性能的影響本章內容目前二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/172貝氏體轉變的主要特征(七個主要特征)貝氏體的組織形態(tài)和晶體結構貝氏體轉變的熱力學條件、轉變(機制)過程貝氏體轉變的動力學特點和影響因素貝氏體機械性能特點、上貝氏體和下貝氏體在形態(tài)和性能上的差異魏氏組織及其對鋼的力學性能的影響本章基本要求目前三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/173概述

貝氏體轉變：過冷奧氏體到珠光體和馬氏體轉變之間(550℃～230℃)的中溫轉變。轉變產物稱為貝氏體，符號記為B，是鐵素體和碳化物組成的非片層狀的機械混合物。根據(jù)其組織形態(tài)不同，貝氏體又分為上貝氏體(B上)和下貝氏體(B下)。上貝氏體下貝氏體目前四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/174

為獲得貝氏體組織，可以采用等溫冷卻，也可采用連續(xù)冷卻。除此外，還可通過加入合金元素，冶煉成貝氏體鋼。貝氏體轉變兼有珠光體和馬氏體轉變的特征，又有其獨特之處。即貝氏體中的鐵素體相形成是無擴散的，而碳化物的析出則是通過擴散進行的，因此貝氏體轉變又稱為半擴散型轉變。目前五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1757.1貝氏體的分類和定義

7.1.1貝氏體的分類目前六頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1767.1貝氏體的分類和定義

目前七頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1771．廣義顯微組織定義：認為貝氏體為共析分解競爭性機制的產物，是非層狀、非協(xié)同的共析分解產物，由鐵素體和碳化物組成。與珠光體不同形態(tài)。與此對應的相變機制是兩相以擴散機制形核長大，兩相在形核長大過程不具有協(xié)調性，鐵素體和滲碳體分階段進行。7.1.2貝氏體的定義目前八頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1782.整體動力學定義認為過冷奧氏體向貝氏體的轉變在TTT相圖中具有獨自的C曲線，存在貝氏體相變開始溫度和結束溫度，貝氏體轉變存在于一個溫度范圍，在這個溫度范圍轉變不完全。適用于那些具有獨立的貝氏體等溫轉變曲線的合金鋼。認為普通碳鋼的TTT圖中單一的C曲線是由貝氏體轉變C曲線和珠光體轉變曲線重疊的結果。3.貝氏體表面浮突特征認為貝氏體是在馬氏體相變溫度區(qū)域以上形成的片狀產物，相變過程伴隨著表面浮突的形成。

4.其它定義目前九頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/179

7.2貝氏體組織結構和晶體學特征

由于轉變溫度的不同，貝氏體有以下幾種形態(tài)：上貝氏體下貝氏體粒狀貝氏體無碳化物貝氏體柱狀貝氏體7.2.1貝氏體的顯微組織特征目前十頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1710一、典型的上貝氏體(B上)

上貝氏體是在貝氏體轉變區(qū)的較上部的溫度范圍(550～350℃)內形成的貝氏體。又稱為高溫貝氏體。

1.上貝氏體的組成上貝氏體是由鐵素體和碳化物(主要為滲碳體)組成的二相非層片狀混合物。

2.上貝氏體形成溫度上貝氏體在貝氏體轉變的較高溫度區(qū)域內形成，對于中、高碳鋼，此溫度約共析鋼在550～350℃溫度區(qū)間，奧氏體轉變?yōu)樯县愂象w。

目前十一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1711B上:550～350℃;40～45HRC;B上

=過飽和碳α-Fe條狀+Fe3C細條狀過飽和碳α-Fe條狀Fe3C細條狀羽毛狀目前十二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1712目前十三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1713

3.上貝氏體形態(tài)特征

(1)上貝氏體光學顯微鏡下的特征為羽毛狀上貝氏體中的鐵素體多數(shù)呈條狀，自A晶界的一側或兩側向奧氏體晶內伸展，滲碳體分布于鐵素體條之間。從整體上看呈羽毛狀。

上圖為B上的光學顯微組織(30CrMnSiA鋼400℃等溫30S，×1000)目前十四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1714

(2)電子顯微鏡下的特征為一束平行的自奧氏體晶界長入晶內的鐵素體條。束內鐵素體有小位向差，束間有大角度差，鐵素體條與馬氏體板條相近。碳化物分布在鐵素體條間，隨奧氏體中含碳量增高，其形態(tài)由粒狀向鏈狀甚至桿狀發(fā)展。

目前十五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1715上貝氏體的電子顯微組織左圖為上貝氏體的復型組織，60鋼，900℃加熱，按50℃/s冷卻，×1000；右圖為上貝氏體的薄膜透射、暗場組織，60CrNiMo鋼，495℃等溫，12500)

目前十六頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1716準上貝氏體的顯微組織

上圖為40CrMnSiMoVA鋼的準上貝氏體的顯微組織,310℃等溫15min，薄膜透射，36000×，左圖為明場組織，右圖為暗場組織。目前十七頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1717

(3)上貝氏體中的鐵素體

鐵素體呈大致平行的成束的板條狀，條與條間的位向差大約為6～18°。板條的寬度隨溫度下降而變細，鐵素體中含碳量處于過飽和狀態(tài)但接近于平衡態(tài)濃度。目前十八頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1718

(4)上貝氏體中的碳化物

碳化物為滲碳體，呈斷續(xù)的、短桿狀分布于鐵素體板條之間，其主軸方向與鐵素體板條方向平行，呈非層片狀。隨溫度下降，滲碳體更細。

目前十九頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1719

(5)上貝氏體中的亞結構鐵素體內亞結構為位錯(位錯纏結)，密度約為108～109cm-2。(6)上貝氏體的形態(tài)還與形成溫度有關隨溫度的下降，鐵素體板條變細，滲碳體更細，組織外形由羽毛狀變的不規(guī)則。

(7)慣習面和位向關系鐵素體的慣習面為{111}A，與奧氏體之間的位向接近K-S關系，碳化物慣習面為{227}

A，與奧氏體有確定位向關系。目前二十頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1720二、典型的下貝氏體(B下)

下貝氏體是在貝氏體轉變區(qū)的下部的溫度范圍(350～230℃)內形成的貝氏體。又稱為低溫貝氏體。1.下貝氏體的組成

由鐵素體和碳化物(為ε-FexC)組成的二相非層片狀混合物。2.下貝氏體形成溫度在貝氏體轉變的低溫轉變區(qū)形成，大致在350℃(共析鋼在350℃～Ms溫度區(qū)間)，奧氏體轉變?yōu)橄仑愂象w。

目前二十一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1721B下:350～230℃;50～60HRC;B下=過飽和碳α-Fe針葉狀+Fe3C細片狀過飽和碳α-Fe針葉狀Fe3C細片狀針葉狀目前二十二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17223.下貝氏體形態(tài)特征

(1)下貝氏體光學顯微鏡下的特征在低碳鋼(低碳低合金鋼)中，下貝氏體呈板條狀，與板條馬氏體相似。在高碳鋼中，大量的在奧氏體晶粒內部沿某些晶面單獨的或成堆的長成竹葉狀(黑色片狀或針狀)，立體形態(tài)呈雙凸透鏡狀(與孿晶馬氏體相似)。目前二十三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1723(2)下貝氏體電子顯微鏡下的特征下貝氏體中鐵素體針一邊較為平直，碳化物呈細片狀或顆粒狀分布在鐵素體針內，排列呈行，并與鐵素體針長軸方向呈55～60°夾角。目前二十四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1724低碳低合金鋼下貝氏體組織

左圖為低碳低合金鋼(15CrMnMoV)中的下貝氏體組織，薄膜透射，950℃加熱，油淬，26400×目前二十五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1725中碳鋼下貝氏體組織左圖為光學顯微鏡下的金相，35CrMnSiA鋼，325℃等溫20S)，400×；右圖為電子顯微鏡下的組織，30CrMnSiNi2A鋼，薄膜透射，240℃等溫1h，22400×目前二十六頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1726高碳鋼下貝氏體組織

上圖為高碳鋼(T11)下貝氏體組織，1150℃加熱2h，油淬(左圖為光學金相，500×；右圖為電子金相(復型)，5000×)目前二十七頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1727

(3)下貝氏體中的鐵素體鐵素體的形態(tài)與奧氏體碳含量有關：碳量低時呈板條狀，碳量高時呈片狀。鐵素體呈竹葉狀(黑色片狀或針狀)，鐵素體中含碳量處于過飽和狀態(tài)且過飽和度隨溫度下降而升高。目前二十八頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1728

(4)下貝氏體中的碳化物

鐵素體片內存在細小碳化物，碳化物為ε-FexC，上部為滲碳體＋ε-FexC，呈細片狀或顆粒狀分布于鐵素體片內。其方向(短桿狀)與鐵素體的長軸成55-60°度。隨溫度下降，ε-FexC更細。

(5)下貝氏體中的亞結構位錯(位錯纏結)，密度約為比上貝氏體高，沒有孿晶。目前二十九頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1729上貝氏體和下貝氏體比較

左圖為T8鋼380℃等溫淬火得到的上貝氏體組織OM和TEM照片

右圖T8鋼320℃等溫淬火得到的下貝氏體的OM和TEM照片，下B呈黃綠，殘余A為白色。目前三十頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1730三、無碳化物貝氏體1.形成溫度

無碳化物貝氏體是低碳鋼在貝氏體轉變區(qū)的最上部，在靠近BS的溫度處形成的貝氏體。圖為30CrMnSiA鋼，450℃等溫20S,無碳化物貝氏體組織,×100目前三十一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/173120號鋼990℃鹽水冷組織為無碳貝氏體，左圖為金相組織，右圖為基體為低碳馬氏體(透射電鏡二級復型)

目前三十二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1732

2.組織形態(tài)無碳化物貝氏體是一種由板條狀鐵素體構成的單相組織，是由鐵素體和富碳的奧氏體組成。板條狀鐵素體是在奧氏體晶界上形成了鐵素體核后，自奧氏體晶界向晶內一側成束向晶內平行生長，形成的平行的板條束，板條狀鐵素體之間沒有碳化物析出，板條間為富碳的奧氏體，板條寬度隨轉變溫度下降而變窄。繼續(xù)冷卻，奧氏體可能轉變?yōu)轳R氏體、珠光體，貝氏體(其他類型)或保留至室溫。鐵素體條形成時在拋光表面會形成表面浮凸。無碳化物貝氏體與奧氏體的位向關系為K-S關系，慣習面為{111}A。亞結構為位錯。

目前三十三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1733四、粒狀貝氏體1.形成溫度低、中碳及其合金鋼在上貝氏體轉變區(qū)的上部，BS以下。在一定的冷速范圍內(如熱扎后空冷或正火)連續(xù)冷卻得到的，組織為鐵素體和奧氏體的二相混合物。

2.組織特征大塊狀或針狀；其形態(tài)為鐵素體基體內沿一定方向分布一些小島，小島為富碳的奧氏體，呈顆粒狀或長條狀。富碳的奧氏體小島在隨后的冷卻過程中有三種可能：部分或全部分解為鐵素體和碳化物；部分轉變?yōu)轳R氏體，形成奧氏體和馬氏體雙相組織；全部保留為殘余奧氏體。目前三十四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1734粒狀貝氏體的形貌和亞結構

上圖為18Mn2CrMoBA鋼(自930℃空冷)粒狀貝氏體的形貌和亞結構；左圖，復型，5400×；右圖，薄膜透射(F亞單元可見，暗場不規(guī)則的多邊形為富碳的A島)，16000×目前三十五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1735目前三十六頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1736粒狀貝氏體的表面浮凸目前三十七頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1737五.柱狀貝氏體產生于高碳及其合金鋼中，在貝氏體轉變的較低溫度轉變區(qū)形成。柱狀貝氏體中的鐵素體呈放射狀，碳化物沿一定方向分布排列，與下貝氏體相似。柱狀貝氏體不產生表面浮凸。右圖為0.44C的電子金相，條件為315℃等溫、2400MPa壓力。目前三十八頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1738六.反常貝氏體組織產生于過共析鋼中，形成溫度在350℃稍上。領先相為Fe3C。左下圖為1.34%C鋼在550℃等溫1S的組織。目前三十九頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1739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BⅠ、BⅡ、BⅢ分別表示。BⅠ約在600～500℃之間形成，無碳化物析出；BⅡ約在500～450℃之間形成，碳化物在F之間析出；BⅢ約在450℃～Ms之間形成，碳化物分布在F內部。七、低碳鋼中的BⅠ、BⅡ、BⅢ低碳低合金鋼中貝氏體基本形態(tài)示意圖目前四十頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1740貝氏體形態(tài)小結

從形態(tài)特征上看，無碳化物貝氏體、粒狀貝氏體、反常貝氏體等似應屬于上貝氏體，而柱狀貝氏體歸屬于下貝氏體。因此，貝氏體只有上貝氏體和下貝氏體兩大類。鋼中的貝氏體類組織往往與鋼中的其他組織(如板條馬氏體、片狀回火馬氏體、魏氏組織等)相似，要注意鑒別。目前四十一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1741

1.貝氏體鐵素體中的亞單元單個貝氏體鐵素體是由許多鐵素體亞片條(亞單元)構成鐵素體束。亞單元之間的晶界為小角度晶界。亞片條分為：亞片條，亞單元和超亞單元。7.2.2貝氏體鐵素體的精細結構亞單元奧氏體基體超亞單元超亞單元亞片條亞單元目前四十二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1742貝氏體鐵素體亞單元尺寸和位錯密度隨溫度的變化規(guī)律

目前四十三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1743貝氏體鐵素體具有高位錯密度。隨溫度降低，位錯密度增大，導致點陣應變增加。在鐵素體和奧氏體界面處和附近形成高密度的位錯2.貝氏體鐵素體中的位錯

目前四十四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1744

在高碳鋼中的下貝氏體鐵素體內部，沿貝氏體長軸方向存在一條線，稱為中脊。認為是等溫過程先形成薄片狀馬氏體，然后通過激發(fā)形核機制，激發(fā)相鄰區(qū)域形成貝氏體鐵素體。3.貝氏體中的中脊

普通高碳鋼中的下貝氏體形態(tài)和中脊(光學顯微圖像；TEM圖像顯示中脊)目前四十五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1745

具有兩種形式浮凸：一是單傾型(N型)，也稱為不變平面應變型；二是帳篷型或倒V型，無不變平面應變特征。實際上是貝氏體鐵素體內部亞單元共同組成的浮突群。7.2.3貝氏體的表面浮凸上貝氏體表面浮凸(低倍差分干涉顯微圖像；高倍差分干涉顯微圖像)目前四十六頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1746由于貝氏體中碳化物的類型、形態(tài)和數(shù)量取決于形成溫度和合金的成分。通常上貝氏體中的碳化物為滲碳體，下貝氏體中的碳化物為滲碳體或-碳化物。在一些中高合金鋼中也有觀察到其它類型的碳化物，但這些碳化物最終演化為滲碳體。7.2.4貝氏體中的碳化物目前四十七頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17477.2.5貝氏體相變晶體學貝氏體轉變產物為鐵素體相與碳化物的二相混合物，碳化物有滲碳體和ε－碳化物，貝氏體形成時具有切變共格性和表面浮凸現(xiàn)象，新相貝氏體與母相奧氏體間存在晶體學關系，位向關系和慣習面接近于馬氏體。貝氏體中鐵素體的形成是按馬氏體轉變機制進行的，切變形成浮凸。貝氏體轉變晶體學關系包括奧氏體與貝氏體鐵素體、奧氏體與滲碳體、奧氏體與ε-碳化物、貝氏體鐵素體與滲碳體、貝氏體鐵素體與ε-碳化物及三個相之間的晶體學關系。目前四十八頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1748

貝氏體鐵素體均為體心立方結構，但鐵素體中含碳量處于過飽和狀態(tài)且過飽和度隨溫度下降而升高。

共析鋼中貝氏體在350℃形成時下貝氏體鐵素體與奧氏體之間晶體學關系為K－S關系；而在350℃～450℃形成時上貝氏體鐵素體與奧氏體之間晶體學關系為西山關系。慣習面上貝氏體鐵素體接近于｛111｝A，下貝氏體鐵素體為{225}A。碳化物與奧氏體、鐵素體間晶體學關系比較復雜。

目前四十九頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17497.2.6貝氏體(B)轉變的基本特征貝氏體轉變兼有珠光體和馬氏體轉變的特征，又有其獨特之處，如下：

貝氏體轉變溫度范圍(Bs～Bf)貝氏體轉變產物貝氏體轉變動力學貝氏體轉變的不完全性貝氏體轉變的擴散性貝氏體轉變的晶體學特征貝氏體中的亞結構目前五十頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1750一、貝氏體轉變溫度范圍(Bs～Bf)

貝氏體轉變溫度在A1以下，MS以上，有一轉變的上限溫度BS和下限溫度Bf，過冷奧氏體必須冷到BS以下才能發(fā)生貝氏體轉變。碳鋼的BS約為550℃左右。

碳鋼中各種組織的形成溫度范圍B上-上貝氏體，B下-下貝氏體，G-網(wǎng)狀F或網(wǎng)狀Fe3C，M-塊狀(等軸狀)F，P-珠光體組織，W-魏氏體組織目前五十一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1751二、貝氏體轉變產物一般地，貝氏體轉變產物為鐵素體相與碳化物的二相混合物，為非層片狀組織。鐵素體相形態(tài)類似于馬氏體而不同于珠光體中的鐵素體。貝氏體形態(tài)及貝氏體中碳化物的形態(tài)與分布是隨溫度而變化的。隨溫度的下降，奧氏體分別轉變?yōu)闊o碳化物貝氏體、上貝氏體、下貝氏體。上貝氏體中碳化物為滲碳體，分布于鐵素體板條間。下貝氏體中碳化物為ε-FexC，分布于鐵素體片內。左圖為T8鋼380℃等溫淬火得到的上貝氏體組織

右圖T8鋼320℃等溫淬火得到的下貝氏體組織

目前五十二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1752三、貝氏體轉變動力學貝氏體轉變是一個形核和長大過程，等溫轉變動力學曲線是S形，等溫轉變動力學圖是C形。等溫轉變動力學圖是由上貝氏體的等溫轉變動力學圖和下貝氏體的等溫轉變動力學圖合并而成。貝氏體轉變是奧氏體分解、有孕育期和領先相。領先相為鐵素體，貝氏體長大和碳化物析出受碳擴散控制。上貝氏體長大速度取決于碳在奧氏體中的擴散，下貝氏體長大速度取決于碳在鐵素體中的擴散。貝氏體轉變比馬氏體轉變慢。說明中溫轉變是兩種不同機制的轉變。

目前五十三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1753貝氏體等溫形成曲線：與P轉變相同，B的等溫動力學曲線也具有S形，但B等溫轉變不能進行到底。等溫溫度愈高，愈接近Bs點，等溫轉變量愈少。碳鋼等溫轉變動力學圖：貝氏體轉變與珠光體轉變合并成一條C曲線。目前五十四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1754四、貝氏體轉變的不完全性貝氏體等溫轉變時只要等溫溫度降至某一溫度，保溫足夠時間，奧氏體可以全部轉變?yōu)樨愂象w。有些鋼在貝氏體等溫轉變時等溫溫度降至很低的溫度，保溫時間也很長，但轉變結束時總有一部分未轉變的奧氏體，繼續(xù)冷卻奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，形成貝氏體、馬氏體和殘余奧氏體混合組織。目前五十五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1755五、貝氏體轉變的擴散性貝氏體轉變形成高碳相和低碳相，故有碳原子擴散，但合金元素和鐵原子不擴散或不作長程擴散。上貝氏體長大速度取決于碳在奧氏體中的擴散，下貝氏體長大速度取決于碳在鐵素體中的擴散。目前五十六頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1756五、貝氏體轉變的晶體學特征貝氏體形成時，具有切變共格性和表面浮凸現(xiàn)象，新相貝氏體與母相奧氏體間存在晶體學關系，位向關系和慣習面接近于馬氏體。貝氏體中鐵素體的形成是按馬氏體轉變機制進行的，切變形成浮凸。

七、貝氏體中的亞結構為位錯貝氏體中的位錯形成位錯纏結。

總之，貝氏體轉變的某些特征與珠光體相似，某些方面又與馬氏體相似。目前五十七頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17577.3貝氏體相變機制

7.3.1貝氏體轉變熱力學

一.貝氏體轉變的驅動力當奧氏體具有一般大小的晶粒度，完全奧氏體化后，奧氏體向貝氏體相變的驅動力為：△GA→B=－(ΔGV＋ΔGD)

目前五十八頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1758

二.奧氏體向貝氏體相變的自由能的變化為：

ΔG=－(ΔGV＋ΔGD)+△GS＋△GE+ΣГ<0式中△GS—形成貝氏體增加了表面能，△GS=Sγ；△GE—引起彈性引起彈性應變能；ΣГ—位錯儲存能、孿晶界面能、層錯能及磁場能等能量之和。只有當ΔG≤0時，即化學驅動力△GA→M(前二項之和)大于等于阻力(后三項之和)時，貝氏體相變才能夠發(fā)生。T<BS但BS>MS點。BS—貝氏體開始轉變溫度，物理意義是奧氏體與貝氏體兩相的自由能差達到相變所需的最小驅動力時的溫度。

Bf—貝氏體連續(xù)轉變的最低溫度點。目前五十九頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1759三.貝氏體轉變可有三種可能：

(1)奧氏體分解為平衡濃度的鐵素體和滲碳體，即γ→α+Fe3C(2)奧氏體先析出先共析鐵素體，即γ→α+γ1,γ1在隨后的冷卻過程中進一步轉變。

(3)奧氏體以馬氏體相變方式先形成同成分的α'(過飽和)，然后α'分解成Fe3C及低飽和度α''，即γ→α'(過飽和)，α'→α''+Fe3C。經計算后發(fā)現(xiàn)：以方式(1)機制轉變的相變驅動力最大，這就表示(2)、(3)中的γ1和α'都是熱力學不穩(wěn)定的，最終要分解為平衡相α和滲碳體。以(3)中的切變方式轉變，驅動力為180J/mol，而在BS時相變的阻力在600J/mol以上,阻力大于驅動力,所以至少在貝氏體轉變的上限溫度(3)中的方式不可能而以(2)中的γ→α＋γ1擴散方式進行。目前六十頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17607.3.2貝氏體轉變的切變理論

貝氏體轉變的機制主要有兩種：切變機制臺階機制。貝氏體轉變的切變機制：貝氏體轉變的切變機制是根據(jù)貝氏體轉變的浮凸效應提出的。根據(jù)這一理論，認為貝氏體中鐵素體的形成與馬氏體轉變相似，是按馬氏體的切變機制進行的。貝氏體轉變溫度比馬氏體轉變高，碳原子有一定的擴散能力，當鐵素體按切變機制進行時，并伴有碳的擴散和碳化物析出。因此貝氏體轉變受碳擴散控制。目前六十一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1761一、貝氏體鐵素體的形核長大(一般了解)1.柯俊假說(熱力學學說)

相變時自由能的變化：ΔG=-ΔGV－ΔGD+ΔGS+ΔGE從上式來看，M相變可以發(fā)生的條件是ΔG<0，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。

如果在轉變過程中，能使ΔGv升高(即絕對值增大)使ΔGe(彈性應變能)降低，可以使ΔG降低，從而使M形的相變可以在Ms以上發(fā)生。在B轉變過程中，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ΔGv升高，同時B與A之間的比容差較小，使體積變化產生的應變能減小。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ΔGe減小，使B轉變可以在Ms以上的溫度下進行，即Bs高于Ms。目前六十二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17622.

Hehemann模型在貝氏體形成過程，首先形成過飽和鐵素體。隨后多余的碳以碳化物形式從過飽和的鐵素體中析出，或擴散到奧氏體中，再從奧氏體中以碳化物析出。目前六十三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17633.

Bhadeshia模型

貝氏體的形成經歷了三個過程，即亞單元的重復形核、長大及碳化物的析出。碳化物從過飽和鐵素體中的析出或碳向奧氏體中的擴散將影響整個反應速率。目前六十四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17644、恩菌假說(低碳馬氏體形成學說)由于貧碳造成Ms升高而使B轉變可以在原Ms溫度以上的溫度下發(fā)生。認為A在沒轉變?yōu)镸之前已經發(fā)生了C原子的擴散再分布，形成了富碳A區(qū)和貧碳A區(qū)，在貧碳A區(qū)，由于C%低，而引起Ms點升高，而含碳高的富碳A區(qū)的Ms則降低。因此，在等溫過程中貧碳A達到了Ms點溫度則轉變?yōu)镸，而M再分解為低C的F和碳化物所組成的B。而富碳的A在等溫過程中，由于C含量高而析出碳化物變成貧碳的A，然后再轉變?yōu)镸，該M在等溫度過程中進一步分解為B。目前六十五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1765貝氏體轉變的切變機制具體過程：

奧氏體冷至BS點以下--→奧氏體中碳擴散--→貧碳區(qū)和富碳區(qū)；貧碳區(qū)--→通過切變形成低碳馬氏體--→保溫時分解析出碳化物--→貝氏體鐵素體。然后通過碳的擴散和碳化物析出，形成貝氏體組織。目前六十六頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1766二、貝氏體中碳化物的析出通過碳擴散來完成的。隨溫度的下降,碳化物析出的類型、位置、方式不同。上貝氏體中碳化物類型為滲碳體，分布于鐵素體板條間。下貝氏體中碳化物類型為ε-FexC、上部為Fe3C＋ε-FexC，分布于鐵素體片內。目前六十七頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17671.上貝氏體碳化物的析出

上貝氏體中碳化物從富碳奧氏體中析出，在鐵素體內部不存在碳化物。碳化物是繼貝氏體鐵素體形成之后形成的上貝氏體中滲碳體顆粒是平行于貝氏體鐵素體慣析面。

上貝氏體反應過程可以表達如下：

+（過飽和貝氏體鐵素體）

（未飽和貝氏體鐵素體）+（富碳）

未飽和貝氏體鐵素體）++。目前六十八頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17682.下貝氏體碳化物的析出

下貝氏體中碳化物主要從過飽和的鐵素體中析出，碳化物從過飽和鐵素體的析出過程和馬氏體在回火過程碳化物析出相似。下貝氏體中的碳化物有滲碳體和碳化物。

根據(jù)鐵素體中位錯密度的高低，將下貝氏體反應順序分為兩類：（1）在高位錯情況：

＋（過飽和貝氏體鐵素體）

（貝氏體鐵素體內）+（未飽和的貝氏體鐵素體）+（富碳）

（未飽和的貝氏體鐵素體）＋＋（在鐵素體板條間）＋（在鐵素體板條內（2）在低位錯情況：

＋（過飽和貝氏體鐵素體）

（貝氏體鐵素體內）+（未飽和的貝氏體鐵素體）+（富碳）

（未飽和的貝氏體鐵素體）＋（在鐵素體板條內）＋＋（在鐵素體板條間

（未飽和的貝氏體鐵素體）＋（在鐵素體板條內）＋（在鐵素體板條間）＋目前六十九頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17697.3.3貝氏體轉變的臺階理論（一般了解，自學）一、貝氏體鐵素體的形核長大1.臺階機制2.臺階-扭轉機制3.激發(fā)-臺階機制4.貝氏體臺階-激發(fā)形核機制二、貝氏體中碳化物的析出1.上貝氏體碳化物的析出2.下貝氏體碳化物的析出目前七十頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17707.3.4貝氏體的形成過程貝氏體轉變包括鐵素體的形成和碳化物析出兩個基本過程。先析出相為鐵素體。這兩個基本過程決定了貝氏體的兩個基本組成相的形狀、尺寸、分布。貝氏體轉變過程中碳發(fā)生了再分配。貝氏體轉變溫度比馬氏體轉變高，碳原子擴散，鐵原子不擴散，溫度不同，碳的擴散能力不同，碳的脫溶方式不同，使得各種貝氏體的形成機制不同。目前七十一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1771貝氏體中鐵素體是按馬氏體轉變機制進行的，鐵素體的含碳量處于過飽和狀態(tài)，且過飽和度隨溫度下降而升高。碳化物析出通過碳擴散來完成的。隨溫度的下降,碳化物析出的類型、位置、方式不同。上貝氏體中碳化物類型為滲碳體，分布于鐵素體板條間。下貝氏體中碳化物類型為ε-FexC、上部為Fe3C＋ε-FexC，分布于鐵素體片內。目前七十二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1772

1、較高溫度時形成無碳化物貝氏體(高溫范圍轉變)

組織：鐵素體和奧氏體富碳。原因：較高溫度時貝氏體的形成化學驅動力小，碳的擴散能力強，碳通過奧氏體與鐵素體界面由鐵素體向奧氏體充分擴散，得到無碳化物貝氏體。鐵素體中含碳量降低，未轉變的奧氏體中含碳量升高，保溫時轉變?yōu)橹楣怏w或繼續(xù)冷卻轉變?yōu)轳R氏體。組織為鐵素體+奧氏體富碳。

目前七十三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1773

形成過程如下：

(1)奧氏體中形成貧碳及富碳區(qū)，首先是在貧碳區(qū)形成鐵素體核；

(2)由于轉變溫度較高，碳原子可在鐵素體中越過鐵素體與奧氏體界面向奧氏體擴散，直至達到平衡濃度；

(3)奧氏體，鐵素體界面上的碳原子向奧氏體中遠離界面處擴散；

(4)繼續(xù)形成鐵素體核，并長大成條；

(5)奧氏體繼續(xù)富化，當達到滲碳體濃度時會析出滲碳體，在繼續(xù)冷卻或保溫過程中奧氏體也能發(fā)生轉變，成為珠光體、馬氏體、其它類型貝氏體或保留至室溫成為殘余A。

目前七十四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1774

2、稍低溫度時進行上貝氏體轉變(中溫范圍轉變，在350～550℃之間)

組織：鐵素體和滲碳體。

原因：稍低溫度時貝氏體的形成化學驅動力增大，碳的擴散能力下降，碳仍能通過奧氏體與鐵素體界面由鐵素體向奧氏體擴散，擴散不充分，在鐵素體板條間沉淀出滲碳體，得到羽毛狀上貝氏體。

目前七十五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1775

形成上貝氏體過程：

(1)在奧氏體中貧碳區(qū)形成鐵素體核；

(2)碳越過鐵素體與奧氏體界面向奧氏體擴散；

(3)由于溫度降低，碳不能進行遠程擴散，而在奧氏體界面附近堆積，形成滲碳體；

(4)同時鐵素體長大，形成羽毛狀上貝氏體?？梢?上貝氏體的轉變速度受碳在奧氏體中擴散控制。目前七十六頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1776

3、較低溫度時進行下貝氏體轉變(低溫范圍轉變，低于350℃)

組織為鐵素體+碳化物。

原因：較低溫度時貝氏體的形成化學驅動力更大，碳的擴散更困難，碳不能通過奧氏體與鐵素體界面由鐵素體向奧氏體擴散，只能在鐵素體片內的某些特定的晶面上偏聚，進而沉淀出ε-FexC，得到針葉狀下貝氏體。目前七十七頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1777

形成下貝氏體過程：

(1)在貧碳區(qū)形成鐵素體核，具有過飽和的碳；

(2)由于溫度低，碳原子不能越過鐵素體與奧氏體界面擴散至奧氏體中；

(3)碳原子在鐵素體內擴散；

(4)在鐵素體內一定晶面上析出滲碳體，以降低能量,同時F長大?？梢?下貝氏體轉變速度受碳在鐵素體中的擴散所控制。目前七十八頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1778不同溫度下貝氏體轉變機理示意圖(a)無碳B

(b)上B(c)下B目前七十九頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1779

4、粒狀貝氏體的形成粒狀貝氏體是低、中碳及其合金鋼在奧氏體過冷到BS以下，稍高于上貝氏體轉變區(qū)的溫度范圍內(如熱扎后空冷或正火)連續(xù)冷卻得到的。是由條狀亞單元組成的鐵素體和在其內沿一定方向分布一些富碳的奧氏體島所構成的復相組織。

原因：當奧氏體過冷到BS以下，稍高于上貝氏體轉變區(qū)的溫度范圍內時首先發(fā)生碳的再分配，接著在奧氏體的貧碳區(qū)形成彼此大體平行的條狀鐵素體，碳從鐵素體中脫溶并通過奧氏體與鐵素體界面由鐵素體向奧氏體充分擴散，條狀鐵素體不斷長大，最終造成一些富碳的奧氏體島被鐵素體包圍其中，得到了粒狀貝氏體。目前八十頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1780碳鋼中貝氏體轉變溫度范圍

碳鋼中各種組織的形成溫度范圍(B上－上貝氏體，B下－下貝氏體，G－網(wǎng)狀F或網(wǎng)狀Fe3C，M－塊狀(等軸狀)F，P－珠光體組織，W－魏氏體組織)目前八十一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17817.4貝氏體轉變動力學

7.4.1貝氏體等溫轉變動力學的幾個問題上貝氏體轉變和下貝氏體轉變的轉變機理不同貝氏體轉變速度比馬氏體轉變慢貝氏體轉變的不完全性貝氏體轉變可能與馬氏體轉變、珠光體轉變重合目前八十二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1782一、上貝氏體轉變和下貝氏體轉變的轉變機理不同上貝氏體轉變和下貝氏體轉變二者轉變時，溫度不同，碳的擴散能力不同，化學驅動力不同，碳的脫溶方式不同，形成機制不同。上貝氏體化學驅動力小，碳的擴散能力大，碳能通過奧氏體與鐵素體界面由鐵素體向奧氏體擴散但擴散不充分(碳不能進行遠程擴散，而在奧氏體界面附近堆積)，滲碳體在鐵素體板條間沉淀析出。下貝氏體化學驅動力大，碳的擴散能力小，碳不能通過奧氏體與鐵素體界面由奧氏體向鐵素體擴散，只能在鐵素體片內擴散并在鐵素體片內的某些特定的晶面上偏聚，進而沉淀析出ε-FexC。

貝氏體轉變可能與馬氏體轉變、珠光體轉變重合目前八十三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1783

二、貝氏體開始轉變溫度BS奧氏體冷至BS點以下，貝氏體轉變才可能。貝氏體轉變是否完全，主要與轉變的溫度有關，有兩種情況：

(1)只要等溫溫度降至某一溫度，保溫足夠時間，奧氏體可以全部轉變?yōu)樨愂象w。

(2)等溫溫度降至很低的溫度，保溫時間也很長，奧氏體仍不能全部轉變?yōu)樨愂象w。繼續(xù)冷卻奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，形成貝氏體、馬氏體和殘余奧氏體混合組織。一般認為溫度降低，貝氏體轉變的不完全性增大。目前八十四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1784三、貝氏體轉變的不完全性奧氏體冷至BS點以下，貝氏體轉變才可能。貝氏體轉變是否完全，主要與轉變的溫度有關，有兩種情況：

(1)只要等溫溫度降至某一溫度，保溫足夠時間，奧氏體可以全部轉變?yōu)樨愂象w。

(2)等溫溫度降至很低的溫度，保溫時間也很長，奧氏體仍不能全部轉變?yōu)樨愂象w。繼續(xù)冷卻奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，形成貝氏體、馬氏體和殘余奧氏體混合組織。一般認為溫度降低，貝氏體轉變的不完全性增大。目前八十五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1785四、貝氏體轉變速度比馬氏體轉變慢貝氏體轉變是奧氏體分解、有孕育期和領先相(鐵素體)，貝氏體長大和碳化物析出受碳擴散控制(碳在鐵素體內的脫溶)。上貝氏體長大速度取決于碳在奧氏體中的擴散，下貝氏體長大速度取決于碳在鐵素體中的擴散。低碳和高碳馬氏體的長大速度分別為104mm/s和106mm/s數(shù)量級，貝氏體長大速度為10-2mm/s～10-4mm/s數(shù)量級。目前八十六頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1786五.貝氏體轉變時碳的擴散貝氏體中鐵素體為低碳相，碳化物為高碳相，發(fā)生貝氏體轉變必然有碳的擴散。并且貝氏體轉變的孕育期內和轉變過程中都發(fā)了碳的擴散。但鐵和合金元素原子不擴散。貝氏體轉變時，由于溫度較高，會存在碳原子的擴散。根據(jù)鋼中含碳量的不同，奧氏體中碳量(或點陣參數(shù))會隨時間的不同而發(fā)生不同的變化。對于中碳鋼，在等溫轉變孕育期期間，奧氏體的碳含量已經有了明顯的提高，這意味著在奧氏體中已出現(xiàn)了局部小范圍的低碳區(qū)，為形成低碳的貝氏體鐵素體作好了準備.以后隨貝氏體轉變的進行，奧氏體碳含量不斷升高。目前八十七頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1787

7.4.2貝氏體等溫轉變動力學一.貝氏體等溫轉變動力學曲線貝氏體轉變是一個形核和長大過程.與P轉變相同，貝氏體等溫轉變動力學曲線也呈S形，但與珠光體轉變不同，貝氏體等溫轉變不能繼續(xù)到底。等溫溫度愈高，愈接近Bs點，等溫轉變量愈少。根據(jù)B轉變動力學曲線，可作出等溫轉變動力學圖。貝氏體轉變等溫轉變動力學圖也呈C形。轉變在BS溫度以下才能實行，轉變速度先增后減。B等溫轉變動力學特點與P轉變相似。

共析碳鋼等溫轉變動力學圖-貝氏體轉變與珠光體轉變合并成一條C曲線目前八十八頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1788（a）單一C曲線，珠光體和貝氏體形成溫區(qū)合并；（b）兩個C曲線，珠光體和貝氏體形成溫區(qū)明顯分離目前八十九頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1789近年來由于測試靈敏度的提高，人們發(fā)現(xiàn)B轉變的等溫轉變動力學圖是由二個獨立的曲線，即上B轉變等溫轉變動力學圖和下B轉變等溫轉變動力學圖合并而成。

合金鋼等溫轉變動力學圖--貝氏體轉變與珠光體轉變已分離

40CrMnSiMoVA鋼等溫轉變動力學圖

目前九十頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1790二.影響貝氏體轉變的動力學的主要因素

影響貝氏體等溫轉變動力學的因素奧氏體的成分：碳含量、合金元素奧氏體狀態(tài)：奧氏體晶粒大小的影響、加熱溫度和保溫時間原始組織應力塑性變形

過冷奧氏體在不同溫度下停留目前九十一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1791

(一)奧氏體的化學成分溶質元素對轉變動力學的影響有兩個方面：相變驅動力和碳的擴散速率。降低相變驅動力和碳的擴散速率都降低過冷奧氏體分解速率，推遲高溫和中溫轉變。同時降低馬氏體開始轉變溫度。除Co和Al外，碳和其它合金元素都推遲貝氏體轉變。目前九十二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1792

1.碳含量的影響貝氏體長大速度是受碳擴散控制(碳在鐵素體內的脫溶)。這是由于貝氏體轉變時領先相為鐵素體，隨奧氏體中碳含量的增加，獲得鐵素體晶核幾率下降。鐵素體長大時，轉變時需擴散的原子量增加，貝氏體轉變之前鐵素體轉變速度下降，貝氏體轉變也減慢，C曲線右移且鼻尖的溫度下降。目前九十三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17932.合金元素的影響凡是降低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轉變速度下降。因此，除Co、Al能加速貝氏體轉變以外所有合金元素都總是不同程度地降低B轉變速度，使B轉變的C曲線右移，且使B轉變的溫度下降。但作用不如C顯著。合金元素對貝氏體轉變與對珠光體轉變的影響有所不同。目前九十四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1794

合金元素對貝氏體轉變動力學影響的原因：合金元素對碳在奧氏體和鐵素體中擴散的影響；改變了A→F轉變速度；改變了BS點，影響在一定溫度下的相間自由能差，影響驅動力；強碳化物形成元素減緩貝氏體轉變速度。目前九十五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1795

(二)奧氏體狀態(tài)1.奧氏體晶粒大小的影響奧氏體晶粒越大，晶界面積越少，形核部位越少，孕育期越長，貝氏體轉變速度下降，C曲線右移。目前九十六頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17962.加熱溫度和保溫時間加熱溫度和保溫時間主要是通過改變奧氏體成分和狀態(tài)來影響貝氏體轉變。奧氏體化溫度越高，奧氏體成分均勻化程度高，減緩碳的再分配；同時奧氏體晶粒越大，貝氏體轉變的孕育期越長，貝氏體轉變的速度減慢，C曲線右移。呈現(xiàn)先增后減。3.原始組織主要影響奧氏體成分均勻性。原始組織愈細，加熱后奧氏體成分愈均勻，C曲線右移。奧氏體成分不均勻，促進奧氏體分解，C曲線左移。目前九十七頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1797(三)應力的影響在奧氏體狀態(tài)下施加拉應力，促進奧氏體分解，C曲線左移。在奧氏體狀態(tài)下施加多向壓應力，減慢奧氏體分解，C曲線右移。下圖為某鋼在300℃時B轉變與拉應力的關系。目前九十八頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1798

(四)塑性變形形變溫度對35CrNi5Si鋼貝氏體轉變得影響。形變量：1-0，2～7-30％；形變溫度：2-1000℃，3-800℃，4-600℃，5-500℃，6-350℃，7-300℃，

(1)高溫變形對貝氏體轉變在高溫(800～1000℃)進行塑性變形，貝氏體轉變的孕育期越長，貝氏體轉變的速度減慢，轉變的不完全性增大，C曲線右移；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，人利于B轉變的進行；而另一方面，A形變后會產生多邊化亞結構，這對B中F的共格生長是不利的。通常以后者的作用為主。目前九十九頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/1799

(2)低溫變形在BS點較低溫度(600～300℃)范圍內對A進行塑性變形將加速B的形成，C曲線左移。原因：A晶體缺陷密度更大，促進C的擴散，并且形變會使A中的應力增加，有利于B中F按M型轉變機制形成，結果使B轉變速度加快。形變溫度對35CrNi5Si鋼貝氏體轉變得影響。形變量：1-0，2～7-30％；形變溫度：2-1000℃，3-800℃，4-600℃，5-500℃，6-350℃，7-300℃，目前一百頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17100(五)過冷奧氏體在不同溫度下停留在貝氏體轉變－珠光體轉變之間奧氏體的亞穩(wěn)區(qū)停留將加速貝氏體轉變，C曲線左移。若在BS點以上停留但不發(fā)生珠光體轉變時對貝氏體轉變無影響。原因：停留過程中A析出碳氮化物，降低了A的穩(wěn)定性。冷卻不同溫度停留的三種情況上貝氏體轉變對下貝氏體轉變動力學的影響目前一百零一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17101在貝氏體轉變區(qū)上部停留使奧氏體發(fā)生部分貝氏體轉變，將減緩隨后的在更低的溫度的貝氏體轉變，C曲線右移。原因：可能是一種A的穩(wěn)定化現(xiàn)象，還不十分清楚。冷卻不同溫度停留的三種情況上貝氏體轉變對下貝氏體轉變動力學的影響目前一百零二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17102

在下貝氏體轉變區(qū)或馬氏體轉變區(qū)停留，使奧氏體發(fā)生部分下貝氏體轉變或馬氏體轉變，將加速隨后的在較高的溫度的貝氏體轉變，C曲線左移。原因：可能是因為在較低溫度下進行部份M和下B轉變時，所產生的應力會促進以后在較高溫度下進行B轉變的晶核的形成。冷卻不同溫度停留的三種情況上貝氏體轉變對下貝氏體轉變動力學的影響目前一百零三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/171037.4.3貝氏體連續(xù)轉變動力學在連續(xù)冷卻條件共析鋼的CCT曲線沒有貝氏體轉變區(qū)。在連續(xù)冷卻條件下往往不能得到單一的貝氏體組織，通常是高、中、低溫轉變組織的混合。當合金中含有較多的顯著推遲珠光體轉變和降低貝氏體轉變溫度的合金元素，合金可以在很寬的冷速范圍得到貝氏體組織或貝氏體和馬氏體的混合組織。亞共析鋼CCT圖與共析鋼CCT圖有很大的差別，亞共析鋼CCT圖出現(xiàn)了先共析F析出區(qū)和貝氏體轉變區(qū)。目前一百零四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17104

7.5貝氏體的力學性能目前一百零五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17105

貝氏體的力學性能取決于貝氏體的組織形態(tài)。貝氏體的強度和韌性與形成溫度有關，

一般地，貝氏體的抗拉強度、屈服強度和韌性隨形成溫度的降低而提高，下貝氏體強度、硬度和韌性高于上貝氏體強度和硬度，下貝氏體的韌脆轉化溫度低于上貝氏體。上貝氏體下貝氏體貝氏體組織的透射電鏡形貌目前一百零六頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/171067.5.1影響貝氏體性能的因素(一)貝氏體中鐵素體的影響貝氏體強度和硬度與鐵素體的大小的關系符合Hall－Petch公式。貝氏體中鐵素體晶粒的大小取決于A的化學成分、貝氏體的形成溫度(鐵素體板條長度)和奧氏體晶粒大小(鐵素體板條厚度)。形成溫度越低，鐵素體板條整體尺寸減小，強度、硬度和塑性升高。形成溫度越低，溶質元素的過飽和度增大，固溶強化作用大，強度高，但塑性低。形成溫度越低，位錯密度，強度和硬度高。目前一百零七頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17107

(二)貝氏體中碳化物的影響上貝氏體中的滲碳體呈不連續(xù)的短桿狀分布在鐵素體條之間，鐵素體和滲碳體分布有明顯的方向性，這種形態(tài)使鐵素體條間成為脆性通道；下貝氏體中碳化物細小、大量、彌散的分布在鐵素體片內，碳化物的方向與鐵素體片的方向成一定的夾角。

根據(jù)彌散強化理論，碳化物顆粒愈小，分布越彌散，強度越高。下B強度高于上B。碳化物的彌散度對下B強度的貢獻高于上B。目前一百零八頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17108

(三)殘余奧氏體貝氏體組織中有殘余奧氏體，使沖擊韌性提高，但也使韌脆轉化溫度增高?？傊?，貝氏體形成溫度越低，鐵素體晶粒的越??；碳化物顆粒愈細小、顆粒量越多、彌散度大；鐵素體的含碳量的過飽和度增大，固溶強化作用大；貝氏體的強度越高。目前一百零九頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/171097.5.2貝氏體的強度和硬度

貝氏體的強度可以看作是不同組織因素本征強度的總和，包括了鐵素體的強度、碳和合金元素的固溶強化、碳化物粒子強化和位錯強化的貢獻。目前一百一十頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17110

影響貝氏體強度的因素：

(一)溶質元素的固溶強化作用形成溫度越低，過飽和度增大，固溶強化作用大，強度高。（a)合金元素固溶強化對強度的貢獻；(b)貝氏體組織中各個部分對強度的貢獻。目前一百一十一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17111(二)鐵素體條(片)的粗細(貝氏體中鐵素體晶粒的大小)

鐵素體板條對貝氏體拉伸強度的影響鐵素體條(片)的粗細決定于A的化學成分和形成溫度。貝氏體鐵素體的有效晶粒尺寸大約是鐵素體片厚度的兩倍。目前一百一十二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17112

(三)碳化物質點的大小與分布(碳化物彌散度和分布情況)

碳化物對貝氏體拉伸強度的影響根據(jù)彌散強化理論，碳化物顆粒愈小，分布越彌散，強度越高。下B強度高于上B。碳化物的彌散度對下B強度的貢獻高于上B。目前一百一十三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17113(四)位錯亞結構密度：形成溫度越低，位錯密度，強度高?？傊?，貝氏體形成溫度越低，鐵素體晶粒的越?。惶蓟镱w粒愈細小、顆粒量越多、彌散度大；鐵素體的含碳量的過飽和度增大，固溶強化作用大；貝氏體的強度越高。貝氏體板條界面對強度的貢獻最大，其次是位錯密度。

碳鋼貝氏體抗拉強度與形成溫度的關系貝氏體等溫溫度對貝氏體鋼洛氏硬度的影響目前一百一十四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17114一、貝氏體的塑性使在相同強度條件下，低碳貝氏體的塑性總是高于高碳貝氏體?？梢酝ㄟ^降低碳含量來提高貝氏體的塑性，而通過合金元素的置換固溶強化來保證強度。

7.5.3貝氏體的塑性和韌性目前一百一十五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十一點2023/5/17115二、貝氏體的沖擊韌性在較高溫度