貝氏體固態(tài)相變

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1、江蘇科技大學(xué)固態(tài)相變發(fā)展進(jìn)程貝氏體的發(fā)展學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院班級(jí)：09406022學(xué)號(hào)：0940602215姓名：黃東2012/6/5[在此處鍵入文檔的摘要。摘要通常是對(duì)文檔內(nèi)容的簡(jiǎn)短總結(jié)。在此處鍵入文檔的摘要。摘要通常是對(duì)文檔內(nèi)容的簡(jiǎn)短總結(jié)。]貝氏體相變?cè)缭?929年，Robertsonll21發(fā)現(xiàn)鋼中不同于珠光體和馬氏體的非層狀(棒狀、片狀)顯微組織，1930年Davenport和Baintl31稱這類(lèi)組織為針狀屈氏體，以后為給予Bain以榮譽(yù)，稱此為貝氏體。通常以珠光體相變溫區(qū)以下、馬氏體形成溫度(Ms)以上溫區(qū)形成的相變產(chǎn)物稱為貝氏體，

2、如圖1所示，但有些鋼(如高速鋼)中，Ms溫度以下也形成貝氏體，或呈現(xiàn)其他較復(fù)雜的情況。Mehltlsl又將較高溫度形成的貝氏體(如圖1(a)貝氏體C曲線鼻部溫度以上形成的貝氏體)為上貝氏體，較低溫度(如貝氏體C曲線鼻部溫度以下)形成的貝氏體為下貝氏體。前者以羽毛狀組織為典型組織，其脆性較大；下貝氏體多呈片狀具強(qiáng)韌性，為材料工作者所青睞。但為獲得性能良好的下貝氏體組織，必須進(jìn)行等溫處理，在生產(chǎn)技術(shù)上不甚便利。上世紀(jì)50年代發(fā)展Mo—B系鋼[161，可由空冷獲得貝氏體組織，稱為貝氏體鋼，并發(fā)展出由鐵素體和馬氏體一奧氏體(M／A)島狀物組成的粒狀貝氏體。

3、氏體相變的機(jī)制20世紀(jì)，貝氏體相變機(jī)制已形成了多種學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，除了切變機(jī)制、擴(kuò)散機(jī)制外，還有切變一擴(kuò)散復(fù)合機(jī)制、藕合機(jī)制等，并且存在激烈論爭(zhēng)。40年的學(xué)術(shù)論爭(zhēng)表明，兩派學(xué)術(shù)觀點(diǎn)各有所長(zhǎng)，也各有所短。進(jìn)入2l世紀(jì)，內(nèi)蒙古科技大學(xué)貝氏體課題組繼承各類(lèi)學(xué)術(shù)觀點(diǎn)之長(zhǎng)，傳承，開(kāi)拓和創(chuàng)新，進(jìn)行各類(lèi)學(xué)術(shù)觀點(diǎn)的整合，提出了切變一擴(kuò)散整合機(jī)制。以促進(jìn)貝氏體相變理論的發(fā)展。科學(xué)技術(shù)和哲學(xué)告訴人們，自然物質(zhì)的演化是從量變到質(zhì)變的過(guò)程。應(yīng)當(dāng)把“奧氏體、珠光體、貝氏體、馬氏體”轉(zhuǎn)變系列作為一個(gè)整合系統(tǒng)來(lái)研究。從整合機(jī)制和自組織功能方面以系統(tǒng)整合的方法進(jìn)行研究。本文主要闡述近年

4、來(lái)貝氏體相變研究的新成果、新機(jī)制。l貝氏體相變的過(guò)渡性貝氏體相變是較共析分解、馬氏體相變更為復(fù)雜的相變，過(guò)渡性是其最主要的特征。1．1貝氏體相變是過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變的中間過(guò)渡環(huán)節(jié)過(guò)冷奧氏體作為一個(gè)整合系統(tǒng)，從整體上看，從高溫區(qū)的擴(kuò)散性共析分解到低溫區(qū)的馬氏體無(wú)擴(kuò)散相變是一個(gè)逐級(jí)演化的過(guò)程。全過(guò)程可以分為三個(gè)不同性質(zhì)的階段：即高溫區(qū)的珠光體轉(zhuǎn)變；中溫區(qū)的貝氏體相變；低溫區(qū)的馬氏體相變。三個(gè)階段既有聯(lián)系又有區(qū)別，應(yīng)當(dāng)把握整合系統(tǒng)的整體性，貝氏體相變是這個(gè)系統(tǒng)的中間過(guò)渡環(huán)節(jié)。碳及合金元素原子的擴(kuò)散速度隨著溫度的降低而減慢，是導(dǎo)致分階段轉(zhuǎn)變的誘因。在高溫區(qū)，原

5、子擴(kuò)散能力較強(qiáng)，過(guò)冷奧氏體進(jìn)行擴(kuò)散型相變，轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w組織；而在低溫區(qū)，原子難以擴(kuò)散，則發(fā)生無(wú)擴(kuò)散的馬氏體相變；在中溫區(qū)，碳原子尚有足夠的擴(kuò)散能力，進(jìn)行長(zhǎng)程擴(kuò)散。但鐵原子和替換原子的位移方式將以界面熱激活躍遷方式發(fā)生貝氏體相變。貝氏體轉(zhuǎn)變與共析分解、馬氏體相變既有區(qū)別，又有聯(lián)系。表現(xiàn)出從擴(kuò)散型相變到無(wú)擴(kuò)散型相變的過(guò)渡性、交叉性。同時(shí)又具有自己的特殊性。它既打上了共析分解的“烙印”，又打上了馬氏體相變的“烙印”。1．2貝氏體組織的過(guò)渡性(1)組成相鋼中貝氏體的組成相十分復(fù)雜，不同于珠光體．珠光體只有兩相(鐵素體+碳化物)。也不同于單相的馬氏體。貝氏體

6、組織中除了BF外，往往同時(shí)存在其他相，如滲碳體、e該化物，殘留奧氏體、馬氏體或所謂M／A島等。上貝氏體的組成相有時(shí)與珠光體相同，即含有鐵素體和滲碳體兩相。貝氏體組織中存在著馬氏體、殘留奧氏體等相，說(shuō)明它打上了淬火馬氏體組織的烙印。從上貝氏體組織過(guò)渡到下貝氏體組織，表現(xiàn)了從珠光體到馬氏體的過(guò)渡性和復(fù)雜的交叉性。(2)組織形貌在組織形貌上，羽毛狀上貝氏體、無(wú)碳貝氏體均與在晶界處形核長(zhǎng)大的珠光體有相似之處，鐵素體均呈條片狀，僅碳化物分布形態(tài)有所區(qū)別。羽毛狀的上貝氏體與片狀珠光體頗有相似之處。圖1(a)為GCrl5鋼950℃加熱奧氏體化，然后于450℃等溫

7、，得到羽毛狀上貝氏體組織，可見(jiàn)，酷似片層狀的珠光體。下貝氏體呈現(xiàn)片狀或針狀特征。條片狀的下貝氏體與板條狀馬氏體相似。針狀的下貝氏體與片狀馬氏體相似，圖l(b)為CCrl5鋼950℃加熱到奧氏體化，然后于300℃等溫，得到的針狀(或片狀)下貝氏體組織，可見(jiàn)，酷似片狀馬氏體。從貝氏體形貌上看，表現(xiàn)了從珠光體到馬氏體之間的交叉性，具有明顯的過(guò)渡性特征[1-3]。l-3貝氏體相變動(dòng)力學(xué)具有過(guò)渡性特征在高溫區(qū)，過(guò)冷奧氏體等溫分解為珠光體，其轉(zhuǎn)變量隨著時(shí)間的延長(zhǎng)不斷增加。直到100％轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w為止。在低溫區(qū)，鋼中的馬氏體轉(zhuǎn)變量具有降溫轉(zhuǎn)變特征，具有Ms、Mf

8、點(diǎn)。即隨著溫度的降低，馬氏體轉(zhuǎn)變量不斷增加，而且轉(zhuǎn)變不徹底，往往存在不同程度的殘留奧氏體。在中溫區(qū)，貝氏體相變中，具有Bs