1、貝氏體轉 變屬 于 中溫 轉變， 它既 具有 高溫 珠光 體轉 變 的某些 特 征， 也 具 有低 溫馬 氏 體轉變的某 些特 征。 通過 貝 氏體 轉變得 到 的下 貝 氏體 具有 非 常 良好 的綜合 力學性 能 ，而 且 為獲 得下 貝氏體組織 所 采取 的等 溫淬 火工 藝或 連續冷 卻 工藝 均可 減少 工件 的變 形和 開 裂。 因 此， 研 究 貝氏體轉 變不 僅具 有理 論 意義 ，而且 還具 有 生產 實際意 義。為 了提高 鋼 材 的綜 合性 能 往往 要 采 用淬 火 及 隨后 的 回火 處 理 ，其 成本 是 相 當高 的。 而采用 低 碳 貝 氏體 鋼 在 空冷 后得

2、 到 貝 氏 體組 織 ，不 但經 濟性 好， 而 且可 以 獲得 抗拉 強 度 在600MN/m21200MN/m2，屈 服強 度 在 45 0 9 00 M N / m2范 圍 的 綜合 性 能， 又 可 防 止 淬 火 變 形 、開 裂 的危 險 。采 用 低 碳和 低 的碳 當量可同 時 也可 得 到良好的可焊性和可成型性，并且在較高強度水平的同時，也可得到較 高 的沖 擊性 能。含碳 量高 使 焊接性 和 成 型 性變 得 困難 ，但 當鋼材 不 使 用焊接 成 型時， 高 的含碳 量可 以 得 到高 的強度 指 標。 含碳量 高 可 以使 Bs點進 一步 降低， 而 達到 較低 的

3、相 變溫 度， 更有 效地 利 用碳化物 彌散 強化， 達 到 高 碳 氏 體 的較 高 強度。2.11低 碳 貝 氏體組 織 的 強 化 原 因貝 氏 體條尺 寸大 小，細 的鐵 素體 晶粒 尺 寸， 即 貝 氏 體條 尺寸 越 小， 則 強 度越 高， 這是 因為 晶粒 越 細， 晶界 越 多， 變 形 阻 力越 大， 強 度 則 越高。 貝 氏 體 晶粒 的 大小 取 決于 轉 變溫 度 轉變，溫 度 越低 ，貝 氏 體 晶粒 ( 條 ) 越 小， 則 強度 越 高， 并可 利 用Hall-petch關 系式 來估 算 貝 氏體 的強度。高 碳 貝 氏 體組 織 強 化仍 然 符 合 鋼

4、 的強 化 原理 ，即碳 化 物 彌散 強 化 增 加 ；由于 隨含 碳 量 增加,，相 變 溫度 降低,，貝氏體 晶粒 進 一步 細化 和 位錯 密度 進 一 步增 加；同時 ，由于轉 變 溫度 降低，間 隙 固 溶 的碳量增 加,，產 生更 強 的 固 溶 強 化作 用 。如含0 5% M-B基本 合 金 成 分 的鋼， 當 碳高達量為0 8% 1%時，奧 氏 體化 后 空 冷 可獲 得 完全 的 貝 氏 體。 當碳 量 達8%時， 最大 的 抗拉 強度 大約 1300MN/m2。截 面尺 寸 從直 徑 為 I cm到 30cm， 空冷 后 均 可達 到 此 值。 若 提 高錳 或 鉻1%

5、1.5% ，使 相 變 溫 度 由 550 降至 450 ， 含 0 6% c 的 鋼 其 抗 拉 強 度 將 高 于1500/m 2。 若 提高 奧 氏 體 化溫 度， 將 所有 的碳 化 物都 溶 于 奧 氏體 中， 其 強 度 甚 至達 到1 7 5 0M N/m2。3.1貝 氏體轉變 的溫 度范圍碳 素鋼 自奧 氏體化溫 度冷 卻 下 來， 在 等 溫 轉變 曲線鼻 子 以 下 至 Ms點 以 上 的溫 度 范 圍保溫 一定 時間后， 將 發生 貝 氏體 轉變。 貝 氏 體 轉變也 有 一 個上 限溫 度 Bs 點， 奧 氏體必 須過 冷到Bs點 以 下 才能 發 生 貝 氏體 轉變

6、。貝 氏體 轉變 的溫 度 范 圍， 由于 含 碳量 和合 金 元 素 的不 同 而 不同。在合 金 鋼 中， 由于 合金 元素 的 影 響 ，使 貝 氏 體轉變 區和 珠 光 體 轉變 區域 發生 明顯 的分 離 ，使 等溫轉變 曲線 出現 雙c曲線。與 珠光 體轉 變一 樣 ，貝 氏體 轉變 產物 也是 由a相 與碳化 物 所組成 的兩 相 混 合 物 ，但 與珠 光體不 同 ，隨著 轉變 溫 度 的不 同， 所形 成 的 貝 氏 體組 織 在形 態 上 有很 大 的不 同。 有 人分 為 無碳 化物 貝氏體、上 貝 氏體 、下 貝 氏體、粒 狀 貝氏體以 及 柱 狀 貝 氏體等。它 是

7、在 貝 氏 體轉 變 區域 的 最高 溫度 范 圍 內形成 的。 無碳 化物 貝 氏 體由板 條鐵 素 體束 及未 轉變 的奧 氏體 所組 成， 在鐵 素 體之 間為 富 碳 的奧 氏 體 鐵 素體及 奧 氏體 內均 無碳 化物 析 出 ，所 以稱 為無 碳化 物 貝 氏 體。上 貝 氏體 是在 較高 溫 度 區 域 內形 成 的 貝 氏體 ，所 以 稱為 上 貝 氏 體 。對 于 中、高 碳 鋼 ，上 貝 氏體大 約 在350550之間形成， 典型的上貝氏體在光鏡下觀察時呈羽毛狀，在電鏡下觀察看出，上貝氏體的羽毛狀組織，是由許多平行排列的鐵素體片成以及在片成之間沉淀的碳 化物 組成 的。3.

8、2.3下 貝氏體下 貝 氏體是 在 轉變 區 的較 低 溫度 范 圍形成 的， 故 稱 下 貝 氏。體 下 貝 氏體 呈針 葉狀， 是 由鐵 素體及 沉 淀在其 中的許 多細 小 的碳化 物組 成 的。 這些碳 化 物相 當于 馬 氏 體低 溫回 火 時所 產生 的e碳 化 物。3.2.4粒狀 貝 氏體粒 狀 貝 氏體 通 常是 在 低碳 或 中碳 合 金鋼 中在一 定的 冷卻 速 度 范 圍 內連續 冷 卻時 獲得 的。 在 上 貝 氏體 形成 溫 度范 圍 的高 溫 區 域 等溫 有 時也可 以 形 成粒 狀 貝 氏體 。粒 狀貝 氏體 由 鐵素 體基 體 以及 分 布在 基體 上 的 島

9、狀 組成 物 組成。 小 島呈不 連續 條形， 平 行 排列 在鐵素體 基本 中 。鐵素 體 中碳 含量 很 低 ，而 小 島 中的碳含 量 較高。3.2.5柱狀 貝 氏 體柱狀 貝 氏 體 出現在 高碳 鋼及 高 碳合金 鋼 中， 在 常溫 時 存在 柱狀 鐵 素體顯微組 織， 與下 貝 氏 體類 似， 鐵 素 體 中的碳 化物 都是有 規 律排 列 的。貝 氏體轉 變與 珠光 體轉 變 一樣 ，也 可 以 等 溫形 成 。貝 氏 體 等 溫轉 變 動 力學 曲線 也 呈C形，但 與珠 光 體轉 變 不 同， 貝 氏 體 等 溫轉 變 不能 進 行 終 了。 等 溫 溫度 越 高， 越接 近

10、Bs 點， 等 溫轉 變量越少。貝 氏 體是 由a相及 碳化 物 組 成 的。 這 表 明 ，貝 氏 體 轉變 時必 須有 碳 原 子 的 擴散 。但 鐵 原子與 合金 元 素未 發 生擴 散。 貝 氏 體轉 變 的溫 度范 圍 比 馬 氏 體轉 變 的溫 度范 圍高， 故 貝 氏 體鐵 素體初 形成 時 碳是 過 飽和 的， 因 此， 碳 必 然 以 碳 化物 形 式 自 貝 氏 體鐵 素 體析 出 過 飽 和 的碳 ，而使 鐵素 體 的碳含 量 降低 。由此 可 見， 貝 氏體 轉變 與 碳原 子 的擴散 密切 相關。貝 氏 體 中的 鐵 素體 在形 成 時， 與馬 氏 體一 樣， 也 能 在拋 光 表面 引 起 浮 凸 。但與 馬 氏 體轉