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奥氏体钢等温淬火后的产物。是将钢件奥氏体化,使之快冷到贝氏体转变温度区间(260~400℃)等温保持,使奥氏体转变为贝氏体。贝氏体具有较高的强韧性配合。在硬度相同的情况下贝氏体组织的耐磨性明显优于马氏体,可以达到马氏体的1~3倍。

概述

30年代初,美国人E·C·Bain发现低合金钢在中温等温下可获得一种高温转变及低温转变相异的组织,后来人们称之为贝氏体。我国柯俊教授在这方面亦曾做出过有益的贡献,他和他的合作者发表的论文至今仍在国内外广为援引。
该组织具有较高的强韧性配合。在硬度相同的情况下贝氏体组织的耐磨性明显优于马氏体,可以达到马氏体的1~3倍,因此在钢铁材料中基体组织获得贝氏体是人们追求的目标。
贝氏体等温淬火:是将钢件奥氏体化,使之快冷到贝氏体转变温度区间(260~400℃)等温保持,使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺,有时也叫等温淬火。一般保温时间为30~60min(较厚的工件按照厚度毫米数乘以1分钟计算)。近十年来已经开发出了低温贝氏体,也是利用等温淬火技术,不过等温温度很低,可以低至200℃以下。
低倍视场下的贝氏体 低倍视场下的贝氏体
贝氏体(bainite)又称贝茵体。钢中相形态之一。钢过冷奥氏体的中温(Ms~550℃)转变产物,α-Fe和Fe3C 的复相组织。用符号B表示。贝氏体转变温度介于珠光体转变与马氏体转变之间。在贝氏体转变温度偏高区域转变产物叫上贝氏体(up bai-nite)(350℃~550℃),其外观形貌似羽毛状,也称羽毛状贝氏体。冲击韧性较差,生产上应力求避免。在贝氏体转变温度下端偏低温度区域转变产物叫下贝氏体(Ms~350℃)。其冲击韧性较好。为提高韧性,生产上应通过热处理控制获得下贝氏体。 上贝氏体由许多从奥氏体晶界向晶内平行生长的条状铁素体和在相邻铁素体条间存在的断续的,短杆状的渗碳体组成。下贝氏体由含碳过饱和的片状铁素体和其内部析出的微细的碳化物组成。
贝氏体转变既具有珠光体转变,又具有马氏体转变的某些特征,是一个相当复杂的到目前为止还研究得很不够的一种转变。由于转变的复杂性和转变产物的多样性,致使还未完全弄清贝氏体转变的机制,对转变产物贝氏体也还是无法下一个确切的定义。
虽然我们对贝氏体转变了解得还很不够,但贝氏体转变在生产上却很重要,因为在低温度范围内,通过贝氏体转变所得的下贝氏体具有非常良好的综合力学性能,而且为获得下贝氏体组织所采取的等温淬火工艺或连续冷却工艺均可减少工件的变形和开裂。为了获得贝氏体,除了采用等温淬火的方法以外,也可在钢中加入合金元素,冶炼成贝氏体钢,如我国的14CrMnMoVB和14MnMoVB等。这类钢在连续冷却条件下即可得到贝氏体。因此,对贝氏体转变进行研究和了解,不仅具有理论上的意义,而且还有着重要的实际意义。

基本特征

贝氏体转变兼有珠光体转变与马氏体转变的某些特征。归纳起来,主要有以下几点:
一、贝氏体转变温度范围
对应于珠光体转变的A1点及马氏体转变的MS点,贝氏体转变也有一个上限温度BS点。奥氏体必须过冷到BS以下才能发生贝氏体转变。合金钢的BS点比较容易测定,碳钢的BS点由于有珠光体转变的干扰,很难测定。贝氏体转变也有一个下限温度Bf点,但Bf与Mf无关,即,Bf可以高于MS,也可以低于MS。
二、贝氏体转变产物
与珠光体转变一样,贝氏体转变产物也由α相与碳化物组成的两相机械混合物,但与珠光体不同,贝氏体不是层片状组织,且组织形态与转变温度密切相关,其中包括α相的形态、大小以及碳化物的类型及分布等均随转变温度而异,就α相形态而言,更多地类似于马氏体而不同于珠光体。因此,Hehemann称贝氏体为铁素体与碳化物的非层状混合组织。Aaronson则称之为非层状共析反应产物或非层状珠光体变态。可以看出,Aaronson强调的是贝氏体转变与珠光体转变一样,都是共析转变,只是因为转变温度不同而导致转变产物的形态不同。需要特别指出,在较高温度范围内转变时所得的产物中虽然无碳化物而只有α相,但从转变机制考虑,仍被称为贝氏体。
三、贝氏体转变动力学
贝氏体转变也是一个形核及长大的过程,可以等温形成,也可以连续冷却形成。贝氏体等温形需要孕育期,等温转变动力学曲线也呈S形,等温形成图也具有“C”字形。应当指出,精确测得的贝氏体转变的C曲线,明显地是由两条C曲线合并而成的,这表明,中温转变很可能包含着两种不同的转变机制。
四、贝氏体转变的不完全性
贝氏体等温转变一般不能进行到底,在贝氏体转变开始后,经过一定时间,形成一定数量的贝氏体后,转变会停下来。换言之,奥氏体不能百分之百地转变为贝氏体。这种现象被称为贝氏体转变的不完全性,也称为贝氏体转变的自制性。通常随着温度的升高,贝氏体转变的不完全程度增大。未转变的奥氏体,在随后的等温过程中,有可能发生珠光体转变,称之为二次“珠光体转变”。
五、贝氏体转变的扩散性
由于贝氏体转变是在中温区,在这个温度范围内尚可进行原子的扩散,因此,贝氏体转变中存在着原子的扩散。一般认为,在贝氏体转变过程中,只存在着碳原子的扩散,而铁及合金元素的原子是不能发生扩散的。碳原子可以在奥氏体中扩散,也可以在铁素体中扩散。由此可见,贝氏体转变的扩散性是指碳原子的扩散。
六、贝氏体转变的晶体学
在贝氏体转变中,当铁素体形成时,也会在抛光的试样表面上产生“表面浮凸”。这说明铁素体的形成同样与母相奥氏体的宏观切变有关,母相奥氏体与新相之间维持第二类共格(切变共格)关系,贝氏体中的铁素体与母相奥氏体之间存在着一定的惯习面和位向关系。
七、贝氏体中铁素体的碳含量
贝氏体中铁素体的碳含量一般也是过饱和的,而且随着贝氏体形成温度的降低,铁素体中碳的过饱和程度越大。
由上述主要特征可以看出,贝氏体转变在某些方面与珠光体转变相类似,而要某些方面又与马氏体转变相类似。

类型

(1) 按在中温区贝氏体形成的位置,分为上贝氏体和下贝氏体。
(2)按组成相分类,可分为无碳化物贝氏体和有碳化物贝氏体。
(3)按贝氏体形态可分为羽毛状贝氏体、粒状贝氏体、柱状贝氏体、板条状贝氏体、针状贝氏体、片状贝氏体、竹叶状贝氏体、正三角形贝氏体、N形贝氏体、蝴蝶形贝氏体等。
(4)按含碳量分类,可分为超低碳贝氏体、低碳贝氏体、中碳贝氏体、高碳贝氏体。
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- 来自原声例句
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