第六章 贝氏体与钢中温转变.ppt

贝氏体相变的台阶——扩散理论 6.3 贝氏体相变动力学 贝氏体等温转变动力学 1、贝氏体转变动力学曲线 2、贝氏体转变动力学特点 1、形核与长大 2、转变有孕育期 3、转变速度受碳的扩散控制，比M转变慢得多。 (M长大速度为106 mm/s， 而B为10-2-10-4 mm/s) 4、贝氏体转变有一上限温度Bs和一下限温度Bf 5、转变的不完全性。 3、影响贝氏体等温转变动力学的主要因素 贝氏体转变的两个基本过程： ①γ-Fe →α′-Fe 切变共格方式进行； ②碳的扩散和碳化物的沉淀。 因此，一切影响这两个过程的因素都影响贝氏体转变。 1、化学成分 ① C %强烈推迟B转变。 ②合金元素 除Co、Al外，其它合金元素均推迟贝氏体转变。其中Cr、Mn、Ni最为显著。 强于对珠光体转变的影响，why？ 因为F是领先相 2、奥氏体晶粒大小、加热条件 ①晶粒越大，形核位置少，推迟转变； ②加热温度越高，晶粒越粗大，成分越均匀化，越不利于B转变。 3、应力和塑性变形 ①拉应力促进B转变，压应力阻碍B转变。 ②在Bs温度以下对过冷奥氏体进行塑性变形有利于B转变 原因：形变产生高密度位往错以及大量滑移带，可能使B转变减缓，但同时有利形核，且可加快碳的扩散速度，促进B转变。 贝氏体连续冷却转变动力学 在连续冷却条件下，不能发生单一的贝氏体转变。 6.4 贝氏体的力学性能与应用 下贝氏体组织具有优良的力学性能；一般而言，在相同的强度水平下，贝氏体组织比回火马氏体组织具有更高的韧性 等温淬火得到贝氏体组织 贝氏体的强度和硬度 1、铁素体： ①晶粒大小（板条或片的粗细和长短）：晶粒越小强度越高； ②分布状态：分枝状强度高； ③固溶碳量：过饱和大，强度越高； ④位错密度：位错密度越高，强度越高。 2、碳化物：弥散度和分布状态 （在F内或F外）。 综合效果： 1、无论B上或B下，形成温度降低时，强度、硬度升高 形成温度↓，晶粒↓，F中固溶碳量↑，位错密度↑，碳化物弥散度↑，因此强度↑硬度↑ 。 2、 B下的强度＞B上的强度 由于B下中晶粒更细小，F中过饱和碳量更多，位错密度更高，碳化物弥散度更大。 3、粒状贝氏体相当于在基体上分布着很多较高强度的第二相小岛，可提高材料的强度。 贝氏体的塑性和韧性 1、贝氏体塑性 ①在相同强度下，低碳贝氏体钢的塑性总是高于高碳贝氏体 ②在相同强度下，低碳贝氏体钢的断后伸长率比回火马氏体高，高碳钢的情况相反；贝氏体钢的断面收缩率总是比回火马氏体钢低。 B下的韧性＞B上 2、贝氏体韧性 B下的韧性＞B上 原因： (1)由于B下铁素体片呈分枝状、较细小，而 B上为板条状、片较粗。 B上抗破断能力差。 (2)B上碳化物分布在板条间，因此削弱了F板条间的结合强度。 (3) B下中碳化物更细小，弥散度更大。 因此，在实际应用中往往希望得到B下，而不希望出现B上。 交叉点以左，下贝氏体比回火马氏体(回火屈氏体)有更高的冲击韧性 交叉点以右，上贝氏体比回火索氏体组织的冲击韧性低 贝氏体组织的应用 (1)等温淬火制备要求小变形工件 B下具有较高的强度和很高的韧性，以获得B下的等温淬火得到广泛的应用 ——等温淬火工件变形小，开裂倾向小 (2)高强级贝氏体类结构钢 内 容 P 转 变 B 转 变 M 转 变 转变T（上限T) A1～550℃（A1） 550℃～Ms（Bs） Ms～Mf（Ms） 形成过程 形核与长大 形核与长大 形核与长大 领先相 F 或 Fe3C F 无 是否有孕育期？ 有 有 无 形核部位 晶界 晶界、晶内 晶体缺陷 转变速度 慢 快 极快 切变共格性、浮凸效应 无 有 有 C原子扩散 有 有 无 Fe与Me原子扩散 有 无 无 等温转变的完全性 完全 可以完全、不完全 不完全 转变产物及组成 P（F +Fe3C） B（ F +Cem ） M(单相） 转变产物形态 片状 羽毛、针叶状 板条、片状 转变产物的硬度 低 中 高 B上 =条状α-Fe碳过饱和+粒状Fe3C 条状α-Fe碳过饱和 粒状Fe3C B上:550～350℃; 40～45HRC; 上贝氏体形态特征 上贝氏体中的铁素体多数呈条状，自奥氏体晶界的一侧或两侧向奥氏体晶内伸展，渗碳体分布于铁素体条之间。从整体上看呈羽毛状。 ——上贝氏体光学显微镜下形态特征：羽毛状 ——上贝氏体也称为羽毛状贝氏体 ?电子显微镜下的特征 为一束平行的自奥氏