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文檔簡介
1、耿耿 林林哈爾濱工業大學哈爾濱工業大學材料科學與工程學院材料科學與工程學院材料科學基礎材料科學基礎(材料相變原理)(材料相變原理)第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變貝氏體轉變是介于珠光體和馬氏體轉變之間的一種轉變,貝氏體轉變是介于珠光體和馬氏體轉變之間的一種轉變,又稱為中溫轉變。其轉變既具有珠光體轉變特征有具有馬又稱為中溫轉變。其轉變既具有珠光體轉變特征有具有馬氏體轉變特征。氏體轉變特征。在貝氏體轉變溫度條件下,碳原子可以擴散,但鐵原子不在貝氏體轉變溫度條件下,碳原子可以擴散,但鐵原子不能擴散,因此鐵原子從面心立方到體心立方的晶格改組還能擴散,因此鐵原子從面心立方到體心立方的晶格改組還必須依靠無
2、擴散的共格切變來完成,這一點與馬氏體轉變必須依靠無擴散的共格切變來完成,這一點與馬氏體轉變類似。由于碳原子能夠擴散,在鐵原子切變的同時,碳原類似。由于碳原子能夠擴散,在鐵原子切變的同時,碳原子擴散并產生碳化物析出,降低奧氏體中碳含量,這一點子擴散并產生碳化物析出,降低奧氏體中碳含量,這一點類似與珠光體轉變。由于碳化物析出,降低了基體碳含量,類似與珠光體轉變。由于碳化物析出,降低了基體碳含量,使切變可以在較高溫度進行,得到的鐵素體有一定碳原子使切變可以在較高溫度進行,得到的鐵素體有一定碳原子過飽和,但比馬氏體低得多。過飽和,但比馬氏體低得多。第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變從以上分析看出,中溫轉
3、變產物貝氏體是由含碳量過飽和從以上分析看出,中溫轉變產物貝氏體是由含碳量過飽和的鐵素體和碳化物組成的機械混合物。它既不同于單相馬的鐵素體和碳化物組成的機械混合物。它既不同于單相馬氏體,又不同于平衡雙相珠光體。氏體,又不同于平衡雙相珠光體。從組織形貌上劃分,貝氏體主要分為上貝氏體、下貝氏體、從組織形貌上劃分,貝氏體主要分為上貝氏體、下貝氏體、粒狀貝氏體、無碳化物貝氏體、柱狀貝氏體等。其中下貝粒狀貝氏體、無碳化物貝氏體、柱狀貝氏體等。其中下貝氏體具有優良的綜合機械性能,得到廣泛應用。氏體具有優良的綜合機械性能,得到廣泛應用。貝氏體的強度和韌性都比較好,并且有較高的耐磨性、耐貝氏體的強度和韌性都比較
4、好,并且有較高的耐磨性、耐熱性和抗回火性。獲得貝氏體采用的等溫淬火可以防止或熱性和抗回火性。獲得貝氏體采用的等溫淬火可以防止或減小鋼件淬火開裂和變形。減小鋼件淬火開裂和變形。第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變(1)貝氏體轉變需要一定的孕育期,可以等溫形成,也可以連續冷卻轉變。貝氏體轉變需要一定的孕育期,可以等溫形成,也可以連續冷卻轉變。(2)貝氏體轉變是形核長大過程;鐵素體按共格切變方式長大,產生表面貝氏體轉變是形核長大過程;鐵素體按共格切變方式長大,產生表面浮凸;碳原子可以擴散,鐵素體長大速度受碳擴散控制,速度較慢。浮凸;碳原子可以擴散,鐵素體長大速度受碳擴散控制,速度較慢。(3)貝氏體轉變有
5、上限溫度(貝氏體轉變有上限溫度(Bs)和下限溫度()和下限溫度(Bf)。)。(4)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部;隨形成溫度下降,貝氏的貝氏體中碳化物主要分布在鐵素體條內部;隨形成溫度下降,貝氏體中鐵素體的碳含量升高。體中鐵素體的碳含量升高。(5)上貝氏體轉變速度取決于碳在奧氏體中的擴散速度;下貝氏體轉變速上貝氏體轉變速度取決于碳在奧氏體中的擴散速度;下貝氏體轉變速度取決于碳在鐵素體中的擴散速度。度取決于碳在鐵素體中的擴散速度。(6)上貝氏體中鐵素體的慣習面是上貝氏體
6、中鐵素體的慣習面是(111) ;下貝氏體鐵素體的慣習面是;下貝氏體鐵素體的慣習面是(225);貝氏體中鐵素體與奧氏體之間存在;貝氏體中鐵素體與奧氏體之間存在K-S位向關系。位向關系。5.1 貝氏體轉變的基本特征貝氏體轉變的基本特征第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變5.2 貝氏體的組織形態貝氏體的組織形態一、上貝氏體一、上貝氏體上上貝氏體形成于貝氏體轉變區較高溫度范圍,中、高碳鋼大約在貝氏體形成于貝氏體轉變區較高溫度范圍,中、高碳鋼大約在350-550350-550形成。形成。上貝氏體為成束分布、平行排列的條狀鐵素體和夾于其間的斷續條上貝氏體為成束分布、平行排列的條狀鐵素體和夾于其間的斷續條狀滲碳
7、體的混合物。多在奧氏體晶界形核,自晶界的一側或兩側向狀滲碳體的混合物。多在奧氏體晶界形核,自晶界的一側或兩側向晶內長大,具有羽毛狀特征。晶內長大,具有羽毛狀特征。低倍金相照片低倍金相照片高倍電鏡照片高倍電鏡照片上貝氏體上貝氏體顯微組織顯微組織第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變5.2 貝氏體的組織形態貝氏體的組織形態一、上貝氏體一、上貝氏體上貝氏體中鐵素體的亞結構是位錯,其密度比板條馬氏體上貝氏體中鐵素體的亞結構是位錯,其密度比板條馬氏體低低2 23 3個數量級,隨形成溫度降低,位錯密度增大。個數量級,隨形成溫度降低,位錯密度增大。隨碳含量增加,上貝氏體中鐵素體條增多、變薄,滲碳體隨碳含量增加,上
8、貝氏體中鐵素體條增多、變薄,滲碳體數量增多、變細。數量增多、變細。隨轉變溫度降低,上貝氏體中鐵素體條變薄,滲碳體細化。隨轉變溫度降低,上貝氏體中鐵素體條變薄,滲碳體細化。上貝氏體中鐵素體條間還可能存在未轉變的殘余奧氏體上貝氏體中鐵素體條間還可能存在未轉變的殘余奧氏體。第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變5.2 貝氏體的組織形態貝氏體的組織形態二、下貝氏體二、下貝氏體下貝氏體形成于貝氏體轉變區較低溫下貝氏體形成于貝氏體轉變區較低溫度范圍,中、高碳鋼大約在度范圍,中、高碳鋼大約在350-Ms之間溫度形成。之間溫度形成。下貝氏體是由過飽和片狀鐵素體和其內下貝氏體是由過飽和片狀鐵素體和其內部沉淀的滲碳體組
9、成的機械混合物。鐵部沉淀的滲碳體組成的機械混合物。鐵素體片空間呈雙凸透鏡狀,截面為針狀素體片空間呈雙凸透鏡狀,截面為針狀或竹葉狀,片間呈一定角度,可在奧氏或竹葉狀,片間呈一定角度,可在奧氏體晶界形核,也可在奧氏體晶內形核。體晶界形核,也可在奧氏體晶內形核。下貝氏體金相組織下貝氏體金相組織下貝氏體的鐵素體中碳化物細小、彌散、下貝氏體的鐵素體中碳化物細小、彌散、呈粒狀或條狀,沿著與鐵素體長軸成一呈粒狀或條狀,沿著與鐵素體長軸成一定角度平行排列。定角度平行排列。下貝氏體鐵素體的亞結構下貝氏體鐵素體的亞結構為位錯,密度比上貝氏體為位錯,密度比上貝氏體高。高。下貝氏體中鐵素體過飽和下貝氏體中鐵素體過飽和
10、碳含量高于上貝氏體。碳含量高于上貝氏體。第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變5.2 貝氏體的組織形態貝氏體的組織形態三、粒狀貝氏體三、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變區上限溫度范圍粒狀貝氏體是低碳或中碳合金鋼在上貝氏體轉變區上限溫度范圍內形成的一種貝氏體組織。內形成的一種貝氏體組織。粒狀貝氏體組織特征是:在粗大的塊狀或針狀鐵素體內或晶界上粒狀貝氏體組織特征是:在粗大的塊狀或針狀鐵素體內或晶界上分布著一些孤立小島,小島形態呈粒狀或長條狀。這些小島在貝分布著一些孤立小島,小島形態呈粒狀或長條狀。這些小島在貝氏體剛剛形成時是富碳奧氏體,冷卻時可分解為珠光體、馬氏體氏體剛剛形成時是富碳
11、奧氏體,冷卻時可分解為珠光體、馬氏體或保留為富碳奧氏體。或保留為富碳奧氏體。粒狀貝氏體中鐵素體的亞結構為位錯。粒狀貝氏體中鐵素體的亞結構為位錯。第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變5.2 貝氏體的組織形態貝氏體的組織形態四、無碳化物貝氏體四、無碳化物貝氏體無碳化物貝氏體一般產生于低碳鋼或硅、鋁含量較高的鋼中。無碳化物貝氏體一般產生于低碳鋼或硅、鋁含量較高的鋼中。無碳化物貝氏體是由大致平行的條狀鐵素體和條間富碳奧氏體或其轉無碳化物貝氏體是由大致平行的條狀鐵素體和條間富碳奧氏體或其轉變產物組成的。變產物組成的。無碳化物貝氏體形成時也會出現表面浮凸,鐵素體中亞結構時位錯。無碳化物貝氏體形成時也會出現表面
12、浮凸,鐵素體中亞結構時位錯。五、柱狀貝氏體五、柱狀貝氏體柱狀貝氏體一般產生于高碳鋼中,形成溫度為下貝氏體形成溫度。柱狀貝氏體一般產生于高碳鋼中,形成溫度為下貝氏體形成溫度。柱狀貝氏體中鐵素體呈放射狀,碳化物分布在鐵素體內部。柱狀貝氏體中鐵素體呈放射狀,碳化物分布在鐵素體內部。六、反常貝氏體六、反常貝氏體第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變5.2 貝氏體的組織形態貝氏體的組織形態七、七、B、B、BB既不屬于上貝氏體,也不屬于下貝氏體,它具有較高的綜合機既不屬于上貝氏體,也不屬于下貝氏體,它具有較高的綜合機械性,械性, B加板條馬氏體組織具有高強度和高韌性,有很大的工程加板條馬氏體組織具有高強度和高韌
13、性,有很大的工程應用價值。應用價值。鐵素體鐵素體碳化物碳化物形成溫度形成溫度冷卻速度冷卻速度B平行條狀無碳化物600-500較慢B平行條狀以桿狀或斷續條狀分布在鐵素體條間500-450中等B平行條狀以粒狀分布在鐵素體條內450-Ms較快第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變5.3 貝氏體的熱力學及轉變過程貝氏體的熱力學及轉變過程一、貝氏體轉變的熱力學條件一、貝氏體轉變的熱力學條件貝氏體轉變是一個有碳原子擴散的共格切變過程,兼具珠光體和貝氏體轉變是一個有碳原子擴散的共格切變過程,兼具珠光體和馬氏體轉變特征。和其它相變一樣,貝氏體轉變的熱力學條件也馬氏體轉變特征。和其它相變一樣,貝氏體轉變的熱力學條件也
14、是驅動力和阻力分析。是驅動力和阻力分析。貝氏體轉變的驅動力是體系的自由能差,阻力包括界面能和界面貝氏體轉變的驅動力是體系的自由能差,阻力包括界面能和界面彈性應變能。貝氏體轉變需要共格切變,因此彈性應變能阻力非彈性應變能。貝氏體轉變需要共格切變,因此彈性應變能阻力非常大,按照馬氏體轉變熱力學分析,只有在常大,按照馬氏體轉變熱力學分析,只有在MsMs點以下相變驅動力點以下相變驅動力才能克服阻力發生相變。貝氏體轉變是在才能克服阻力發生相變。貝氏體轉變是在MsMs點以上進行的,熱力點以上進行的,熱力學條件是如何滿足的呢?學條件是如何滿足的呢?第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變5.3 貝氏體的熱力學及轉變
15、過程貝氏體的熱力學及轉變過程一、貝氏體轉變的熱力學條件一、貝氏體轉變的熱力學條件一方面,在貝氏體相變時,碳在奧氏體中發生預先擴散,重新分一方面,在貝氏體相變時,碳在奧氏體中發生預先擴散,重新分布。由于碳的擴散,降低了形成貝氏體中鐵素體的碳含量,使鐵布。由于碳的擴散,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,提高了相變驅動力。動力。另一方面,碳原子從奧氏體中析出,使奧氏體中出現貧碳區,降另一方面,碳原子從奧氏體中析出,使奧氏體中出現貧碳區,降低了切變阻力,使切變可以在較高溫度發生。低了切變阻力,使切變
16、可以在較高溫度發生。貝氏體轉變也有溫度區間,上限溫度為貝氏體轉變也有溫度區間,上限溫度為BsBs,下限溫度為,下限溫度為BfBf,兩個,兩個溫度都隨碳含量的提高而降低。溫度都隨碳含量的提高而降低。第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變5.3 貝氏體的熱力學及轉變過程貝氏體的熱力學及轉變過程二、貝氏體的形成過程二、貝氏體的形成過程貝氏體轉變是一個形核長大的過程,形核需要有一定的孕育期。在孕育貝氏體轉變是一個形核長大的過程,形核需要有一定的孕育期。在孕育期內碳原子在奧氏體中重新分布,形成貧碳區,并成為鐵素體的形核部期內碳原子在奧氏體中重新分布,形成貧碳區,并成為鐵素體的形核部位,達到臨界晶核尺寸后,將不
17、斷長大。位,達到臨界晶核尺寸后,將不斷長大。由于轉變溫度較低,鐵原子不能擴散,鐵素體按共格切變方式長大,形由于轉變溫度較低,鐵原子不能擴散,鐵素體按共格切變方式長大,形成鐵素體條或片。成鐵素體條或片。鐵素體晶核長大過程中,過飽和的碳從鐵素體向奧氏體中擴散,并于鐵鐵素體晶核長大過程中,過飽和的碳從鐵素體向奧氏體中擴散,并于鐵素體條間或鐵素體內部沉淀析出碳化物,因此貝氏體長大速度受碳的擴素體條間或鐵素體內部沉淀析出碳化物,因此貝氏體長大速度受碳的擴散控制。散控制。按共格切變方式長大的鐵素體和富碳奧氏體或碳化物的混合組織,稱為按共格切變方式長大的鐵素體和富碳奧氏體或碳化物的混合組織,稱為貝氏體。貝氏
18、體。貝氏體轉變包括鐵素體的成長與碳化物的析出兩個基本過程,它們決定貝氏體轉變包括鐵素體的成長與碳化物的析出兩個基本過程,它們決定了貝氏體中兩個基本相的特征。了貝氏體中兩個基本相的特征。第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變5.3 貝氏體的熱力學及轉變過程貝氏體的熱力學及轉變過程二、貝氏體的形成過程二、貝氏體的形成過程低碳鋼貝氏體轉變溫度較高時,在奧氏體晶界形成鐵素體晶核。低碳鋼貝氏體轉變溫度較高時,在奧氏體晶界形成鐵素體晶核。鐵素體切變共格長大的同時,碳向奧氏體中擴散,鐵素體中的碳也逐步鐵素體切變共格長大的同時,碳向奧氏體中擴散,鐵素體中的碳也逐步脫溶至奧氏體中,形成了幾乎不含碳的條狀鐵素體。脫溶至
19、奧氏體中,形成了幾乎不含碳的條狀鐵素體。富碳奧氏體在隨后冷卻過程中,有可能發生分解或轉變為馬氏體,也有富碳奧氏體在隨后冷卻過程中,有可能發生分解或轉變為馬氏體,也有可能形成殘余奧氏體。可能形成殘余奧氏體。無碳化物貝氏體無碳化物貝氏體第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變5.3 貝氏體的熱力學及轉變過程貝氏體的熱力學及轉變過程二、貝氏體的形成過程二、貝氏體的形成過程在上貝氏體形成溫度范圍內,首先在在上貝氏體形成溫度范圍內,首先在奧氏體晶界或附近貧碳區形成鐵素體奧氏體晶界或附近貧碳區形成鐵素體晶核,并成排地向奧氏體晶粒內長大。晶核,并成排地向奧氏體晶粒內長大。條狀鐵素體前沿碳原子不斷向兩側擴條狀鐵素體前
20、沿碳原子不斷向兩側擴散,鐵素體中多余的碳向兩側相界面散,鐵素體中多余的碳向兩側相界面擴散。擴散。由于碳在鐵素體中的擴散速度大于在由于碳在鐵素體中的擴散速度大于在奧氏體中的擴散速度,碳在鐵素體兩奧氏體中的擴散速度,碳在鐵素體兩側的奧氏體中富集,到一定程度時,側的奧氏體中富集,到一定程度時,在鐵素體條間沉淀出滲碳體在鐵素體條間沉淀出滲碳體。上貝氏體上貝氏體上貝氏體形成過程示意圖上貝氏體形成過程示意圖第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變5.3 貝氏體的熱力學及轉變過程貝氏體的熱力學及轉變過程二、貝氏體的形成過程二、貝氏體的形成過程高碳鋼在貝氏體轉變溫度較低時,首先從奧氏體中析出滲碳體。針狀高碳鋼在貝氏體
21、轉變溫度較低時,首先從奧氏體中析出滲碳體。針狀滲碳體長大,使周圍奧氏體碳含量降低,形成鐵素體和滲碳體。滲碳體長大,使周圍奧氏體碳含量降低,形成鐵素體和滲碳體。反常貝氏體反常貝氏體鐵素體融合模型。鐵素體融合模型。如果鐵素體內部沒有島狀奧氏體,則成為無碳化物貝氏體。如果鐵素體內部沒有島狀奧氏體,則成為無碳化物貝氏體。如果在碳化物條間有碳化物析出,則成為上貝氏體。如果在碳化物條間有碳化物析出,則成為上貝氏體。粒狀貝氏體粒狀貝氏體第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變5.4 貝氏體動力學及其影響因素貝氏體動力學及其影響因素一、貝氏體轉變的動力學特點一、貝氏體轉變的動力學特點具有孕育期,開始階段轉變速度較低,
22、然后迅速增大,隨后逐漸減小,具有孕育期,開始階段轉變速度較低,然后迅速增大,隨后逐漸減小,趨于恒定。趨于恒定。等溫形成動力學具有擴散型相變特征等溫形成動力學具有擴散型相變特征提高奧氏體化溫度和鋼的合金化程度,使轉變不完全性增大。提高奧氏體化溫度和鋼的合金化程度,使轉變不完全性增大。提高等溫轉變溫度,使轉變不完全性增大。提高等溫轉變溫度,使轉變不完全性增大。繼續等溫,殘余奧氏體可能轉變為珠光體或一直保持不變。繼續等溫,殘余奧氏體可能轉變為珠光體或一直保持不變。后續降溫,殘余奧氏體可能轉變為馬氏體或一直保持不變。后續降溫,殘余奧氏體可能轉變為馬氏體或一直保持不變。轉變的不完全性存在殘余奧氏體轉變的
23、不完全性存在殘余奧氏體第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變5.4 貝氏體動力學及其影響因素貝氏體動力學及其影響因素一、貝氏體轉變的動力學特點一、貝氏體轉變的動力學特點上貝氏體的轉變速度取決于碳在奧氏體中的擴散速度。上貝氏體的轉變速度取決于碳在奧氏體中的擴散速度。下貝氏體的轉變速度取決于碳在鐵素體中的擴散速度。下貝氏體的轉變速度取決于碳在鐵素體中的擴散速度。貝氏體的轉變速度控制因素貝氏體的轉變速度控制因素貝氏體等溫轉變圖具有貝氏體等溫轉變圖具有“C”曲線特征。曲線特征。貝氏體等溫轉變圖與珠光體等溫轉變圖和貝氏體等溫轉變圖與珠光體等溫轉變圖和馬氏體轉變區域可能有不同程度的重疊。馬氏體轉變區域可能有不同
24、程度的重疊。導致出現貝氏體和珠光體混合組織和貝氏導致出現貝氏體和珠光體混合組織和貝氏體與回火馬氏體混合組織。體與回火馬氏體混合組織。二、貝氏體等溫轉變圖二、貝氏體等溫轉變圖5-24第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變5.4 貝氏體動力學及其影響因素貝氏體動力學及其影響因素三、影響貝氏體轉變動力學的因素三、影響貝氏體轉變動力學的因素碳含量提高,貝氏體轉變速度減小,碳含量提高,貝氏體轉變速度減小,C曲線向右下方向移動。曲線向右下方向移動。除鈷和鋁外,其它合金元素都使貝氏體的轉變速度降低。除鈷和鋁外,其它合金元素都使貝氏體的轉變速度降低。碳、錳、鎳等穩定奧氏體元素降低碳、錳、鎳等穩定奧氏體元素降低T0,
25、減小相變動力,降低轉變速度。,減小相變動力,降低轉變速度。鉻、鉬、釩等強碳化物形成元素降低碳在奧氏體中的擴散速度,可能在鉻、鉬、釩等強碳化物形成元素降低碳在奧氏體中的擴散速度,可能在奧氏體中與碳形成奧氏體中與碳形成“原子氣團原子氣團”,增大切變阻力,降低轉變速度。,增大切變阻力,降低轉變速度。鋁元素不形成碳化物,又降低奧氏體穩定性,提高轉變速度。鋁元素不形成碳化物,又降低奧氏體穩定性,提高轉變速度。鈷元素不形成碳化物,又提高碳的擴散速度,提高轉變速度。鈷元素不形成碳化物,又提高碳的擴散速度,提高轉變速度。化學成分的影響:化學成分的影響:第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變5.4 貝氏體動力學及其影
26、響因素貝氏體動力學及其影響因素三、影響貝氏體轉變動力學的因素三、影響貝氏體轉變動力學的因素奧氏體晶粒越大,形核區域越少,孕育期越大,轉變速度越低。奧氏體晶粒越大,形核區域越少,孕育期越大,轉變速度越低。奧氏體晶粒大小的影響:奧氏體晶粒大小的影響:奧氏體化溫度提高(時間延長),碳化物溶解趨于完全,奧氏體成分均奧氏體化溫度提高(時間延長),碳化物溶解趨于完全,奧氏體成分均勻性增大,奧氏體晶粒長大,都使貝氏體轉變速度降低。勻性增大,奧氏體晶粒長大,都使貝氏體轉變速度降低。奧氏體化溫度的影響:奧氏體化溫度的影響:隨轉變溫度降低,一方面相變驅動力增大,使轉變速度提高;另一方面,隨轉變溫度降低,一方面相變
27、驅動力增大,使轉變速度提高;另一方面,碳原子擴散能力下降,使轉變速度下降。所以,轉變速度與轉變溫度的碳原子擴散能力下降,使轉變速度下降。所以,轉變速度與轉變溫度的關系有極大值特征。關系有極大值特征。C曲線。曲線。貝氏體轉變溫度的影響:貝氏體轉變溫度的影響:第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變5.4 貝氏體動力學及其影響因素貝氏體動力學及其影響因素三、影響貝氏體轉變動力學的因素三、影響貝氏體轉變動力學的因素在在Bs點以上溫度停留,部分碳化物析出,降低奧氏體中碳和合金元素含點以上溫度停留,部分碳化物析出,降低奧氏體中碳和合金元素含量,提高隨后發生的貝氏體轉變速度。量,提高隨后發生的貝氏體轉變速度。在貝
28、氏體轉變區域的高溫停留,可能發生部分貝氏體轉變,奧氏體發生在貝氏體轉變區域的高溫停留,可能發生部分貝氏體轉變,奧氏體發生熱穩定化,使后續在較低溫度下發生的貝氏體轉變速度降低。熱穩定化,使后續在較低溫度下發生的貝氏體轉變速度降低。在較低溫度停留,可能發生部分貝氏體轉變或馬氏體轉變,奧氏體中產在較低溫度停留,可能發生部分貝氏體轉變或馬氏體轉變,奧氏體中產生點陣畸變,促進貝氏體形核,可加速后續在較高溫度的貝氏體轉變。生點陣畸變,促進貝氏體形核,可加速后續在較高溫度的貝氏體轉變。奧氏體冷卻時在不同溫度停留或部分發生相變的影響:奧氏體冷卻時在不同溫度停留或部分發生相變的影響:拉應力使貝氏體轉變速度加快。
29、拉應力使貝氏體轉變速度加快。奧氏體高溫變形使貝氏體轉變速度降低,低溫變形加速貝氏體轉變速度。奧氏體高溫變形使貝氏體轉變速度降低,低溫變形加速貝氏體轉變速度。應力及塑性變形的影響:應力及塑性變形的影響:第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變5.5 貝氏體的機械性能貝氏體的機械性能一、影響貝氏體機械性能的因素一、影響貝氏體機械性能的因素鐵素體的形狀:條狀或針狀比塊狀具有較高的硬度和強度。隨轉變溫度鐵素體的形狀:條狀或針狀比塊狀具有較高的硬度和強度。隨轉變溫度降低,鐵素體由塊狀向條狀或針狀轉變。降低,鐵素體由塊狀向條狀或針狀轉變。鐵素體尺寸:原奧氏體晶粒越小,以及轉變溫度越低,鐵素體尺寸越小,鐵素體尺寸:
30、原奧氏體晶粒越小,以及轉變溫度越低,鐵素體尺寸越小,貝氏體的硬度和強度越高。貝氏體的硬度和強度越高。鐵素體晶粒(亞晶粒)尺寸越小,貝氏體強度越高,且韌性也提高。鐵素體晶粒(亞晶粒)尺寸越小,貝氏體強度越高,且韌性也提高。鐵素體中碳的過飽和度:轉變溫度越低,鐵素體中碳的過飽和度越大,鐵素體中碳的過飽和度:轉變溫度越低,鐵素體中碳的過飽和度越大,貝氏體的硬度和強度越高,但韌性和塑性降低。貝氏體的硬度和強度越高,但韌性和塑性降低。鐵素體的亞結構:轉變溫度越低,鐵素體中的位錯密度越高,貝氏體的鐵素體的亞結構:轉變溫度越低,鐵素體中的位錯密度越高,貝氏體的強度和硬度越高。強度和硬度越高。鐵素體的影響:鐵
31、素體的影響:第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變5.5 貝氏體的機械性能貝氏體的機械性能二、非貝氏體組織對貝氏體混合組織機械性能的影響二、非貝氏體組織對貝氏體混合組織機械性能的影響殘余奧氏體量較少且均勻分布時,混合組織的強度降低較少,但塑性和殘余奧氏體量較少且均勻分布時,混合組織的強度降低較少,但塑性和韌性提高;當殘余奧氏體含量較高時,強度明顯降低。韌性提高;當殘余奧氏體含量較高時,強度明顯降低。貝氏體轉變溫度越低,殘余奧氏體量越少。貝氏體轉變溫度越低,殘余奧氏體量越少。殘余奧氏體的影響:殘余奧氏體的影響:板條馬氏體存在,使混合組織強度提高,韌性不變。板條馬氏體存在,使混合組織強度提高,韌性不變。
32、片狀馬氏體存在,使混合組織強度提高,韌性下降。片狀馬氏體存在,使混合組織強度提高,韌性下降。回火板條馬氏體存在,對混合組織性能影響不大。回火板條馬氏體存在,對混合組織性能影響不大。回火片狀馬氏體存在,使混合組織的韌性降低。回火片狀馬氏體存在,使混合組織的韌性降低。馬氏體的影響:馬氏體的影響:第第5章章 貝氏體轉變貝氏體轉變5.5 貝氏體的機械性能貝氏體的機械性能二、非貝氏體組織對貝氏體混合組織機械性能的影響二、非貝氏體組織對貝氏體混合組織機械性能的影響珠光體的存在,使混合組織的強度降低。珠光體的存在,使混合組織的強度降低。出現索氏體或屈氏體,對混合組織的性能影響不大。出現索氏體或屈氏體,對混合組織的性能影響不大。珠光體的影響:珠光體的影響:由于冷卻速度較慢,在要求獲得下貝氏體組織時,可能有部分針狀鐵素由于冷卻速度較慢,在要求獲得下貝氏體組織時,可能有部分針狀鐵素體或上貝氏體形成,使混合組織的強度和韌性降低。體或上貝氏體形
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