试比较贝氏体转变与珠光体转变和马氏体转变
的异同
一．组织形态：
1.珠光体：
珠光体的组织形态特征：
珠光体的典型组织特征是由一层铁素体和一层渗碳体交替平行堆叠而形成的双相组织。
根据片层间距的不同，可将珠光体分为三种：
珠光体：S0=450-150nm，形成温度为A1－650℃，普通光学显微镜可以分辨。
索氏体：S0=150-80nm，形成温度为650－600℃，高倍光学显微镜可以分辨。
屈氏体：S0=80-30nm，形成温度为600－550℃，电子显微镜可以分辨。
铁素体基体上分布着粒状渗碳体的组织为粒状珠光体。这种组织一般是通过球化退火或淬火后高温回火得到的。
在珠光体转变过程中，所形成的珠光体中的铁素体与母相奥氏体具有一定的晶体学位向关系。珠光体中，铁素体与渗碳体之间存在一定的晶体学位向关系。
2.马氏体：
马氏体的组织形态：
○1.板条马氏体是低、中碳钢中形成的一种典型马氏体组织，其形貌特征可描述如下：
在一个原奥氏体晶粒内部有几个（3－5个）马氏体板条束，板条束间取向随意；在一个板条束内有若干个相互平行的板条块，块间是大角晶界；在一个板条块内是若干个相互平行的马氏体板条，板条间是小角晶界。马氏体板条内存在大量的位错，所以板条马氏体的亚结构是高密度的位错和位错缠结。板条状马氏体也称为位错型马氏体。
○2.片状马氏体是中、高碳钢中形成的一种典型马氏体组织，其形貌特征可描述如下：
在一个原奥氏体晶粒内部有许多相互有一定角度的马氏体片。马氏体片的空间形态为双凸透镜状，横截面为针状或竹叶状。在原奥氏体晶粒中首先形成的马氏体片贯穿整个晶粒，将奥氏体晶粒分割，以后陆续形成的马氏体片越来越小，所以马氏体片的尺寸取决于原始奥氏体晶粒的尺寸。
片状马氏体的形成温度较低，在马氏体片的周围往往存在着残余奥氏体。
片状马氏体的内部亚结构主要是孪晶。当碳含量较高时，在马氏体片中可以看到中脊，中脊面是密度很高的微孪晶区。
马氏体片形成时的相互撞击，马氏体片中存在大量的纤维裂纹。
3.贝氏体：
贝氏体的组织形态：
○1.上贝氏体
上贝氏体形成于贝氏体转变区较高温度范围，中、高碳钢大约在350-550℃形成。为成束分布、平行排列的条状铁素体和夹于其间的断续条状渗碳体的混合物。多在奥氏体晶界形核，自晶界的一侧或两侧向晶内长大，具有羽毛状特征。
上贝氏体中铁素体的亚结构是位错，其密度比板条马氏体低2－3个数量级，随形成温度降低，位错密度增大。随碳含量增加，上贝氏体中铁素体条增多、变薄，渗碳体数量增多、变细。随转变温度降低，上贝氏体中铁素体条变薄，渗碳体细化。上贝氏体中铁素体条间还可能存在未转变的残余奥氏体。
○2.下贝氏体
下贝氏体形成于贝氏体转变区较低温度范围，中、高碳钢大约在350℃-Ms之间温度形成。
下贝氏体是由过饱和片状铁素体和其内部沉淀的渗碳体组成的机械混合物。铁素体片空间呈双凸透镜状，截面为针状或竹叶状，片间呈一定角度，可在奥氏体晶界形核，也可在奥氏体晶内形核。下贝氏体的铁素体中碳化物细小、弥散、呈粒状或条状，沿着与铁素体长轴成一定角度平行排列。
○3.粒状贝氏体
粒状贝氏体是低碳或中碳合金钢在上贝氏体转变区上限温度范围内形成的一种贝氏体组织。
粒状贝氏体组织特征是：在粗大的块状或针状铁素体内或晶界上
分布着一些孤立小岛，小岛形态呈粒状或长条状。这些小岛在贝氏体刚刚形成时是富碳奥氏体，冷却时可分解为珠光体、马氏体或保留为富碳奥氏体。粒状贝氏体中铁素体的亚结构为位错。
○4.无碳化物贝氏体
无碳化物贝氏体一般产生于低碳钢或硅、铝含量较高的钢中。无碳化物贝氏体是由大致平行的条状铁素体和条间富碳奥氏体或其转变产物组成的。形成时也会出现表面浮凸，铁素体中亚结构时位错。○5.柱状贝氏体
柱状贝氏体一般产生于高碳钢中，形成温度为下贝氏体形成温度。柱状贝氏体中铁素体呈放射状，碳化物分布在铁素体内部。
○6.反常贝氏体
反常贝氏体也称反向贝氏体或倒易贝氏体，产生在共析钢中，形成温度略高于350℃。
二．转变特点：
1.珠光体：
○1.片状珠光体形成过程
当共析钢由奥氏体转变为珠光体时，是由均匀的奥氏体转变为碳含量很高的渗碳体和含碳量很低的铁素体的机械混合物。因此，珠光体的形成过程，包含着两个同时进行的过程：一个是通过碳的扩散生成高碳的渗碳体和低碳的铁素体；另一个是晶体的点阵重构。由面心立方体的奥氏体转变为体心立方题点阵的铁素体和复杂单斜点阵的渗碳体。
○2.粒状珠光体的形成过程
粒状珠光体是通过渗碳体球化获得的。在略高于的温度下保温将使溶解的渗碳体球化，这是因为第二项颗粒的溶解度与其曲率半径有关，与渗碳体尖角处相接触的奥氏体中的碳含量较高，而与渗碳体平面处相接触的奥氏体的含碳量较低，因此奥氏体中的C原子将从渗碳体的尖角处向平面处扩散。扩散的结果，破坏了相平衡。为了恢复平衡，尖角处将溶解而使曲率半径增大，平面处将长大而使曲率半径减小，一直逐渐成为颗粒状。从而得到在铁素体基体上分布着颗粒状渗碳体组织。然后自加热温度缓冷至以下时，奥氏体转变为珠光体。转变时，领先相渗碳体不仅可以在奥氏体晶界上成核，而且也可以从已存在的颗粒状渗碳体上长出，最后得到渗碳体呈颗粒状分布的粒状珠光体。这种处理称为“球化退火”。
2.马氏体：
马氏体相变的主要特点：
○1.切变共格和表面浮凸现象：
奥氏体向马氏体晶体结构的转变是靠切变进行的，由于切变使相界面始终保持共格关系，因此称为切变共格。
由于切变导致在抛光试样表面在马氏体相变之后产生凸起，即表面浮凸现象。
○2.马氏体转变的无扩散性：
原子不发生扩散，但发生集体运动，原子间相对运动距离不超过一个原子间距，原子相邻关系不变。
低碳贝氏体和马氏体钢 低碳贝氏体钢的发展，开辟了获得高强度高韧性低合金钢的途径，这种钢能在热轧状：态直接冷却后得到贝氏体组织，或者仅仅经过正火就可以得到贝氏体组织。 低碳贝氏体钢是以钼钢或钼硼钢为基础，再加入Mn、Cr、Ni，有的在此基础之上又添加微量碳化物形成元素，如Nb、V、Ti等，从而发展了一系列的锰钼钢、锰镅硼钢、锰铬钼硼钢、锰钼铌钢等。 低碳贝氏体钢中合金元素的作用可归纳为以下几个方面： (1)利用能使钢在空冷条件下就易于获得贝氏体组织的合金元素，主要就是Mo。根据含钼钢的奥氏体等温转变曲线来看，Mo能使铁索体和珠光体的析出线明显右移，但并不推迟贝氏体转变，使过冷奥氏体得以直接向贝氏体转变，在此转变发生之前没有或者只有少量的先共析铁素体析出，而不发生珠光体转变。 (2)利用微量B使钢的淬透性明显增加，并使奥氏体向铁素体的转变进一步推迟o (3)加入其他能增大钢过冷能力的元素（如Mn、Cr、Ni）以进一步保证空冷时足以在较低的温度发生贝氏体转变。对于较大厚度的钢件来说，简单的铝硼钢往往也不能“淬透”。 (4)加入强碳化物形成元素以保证细化晶粒，所以不少低碳贝氏体钢中添加V、Nb、Ti等。 (5)尽量降低含碳量，因为低碳贝氏体具有良好的韧性，另外也有良好的焊接性。低碳贝氏体钢的化学成分范围大致是：0. 100-10 -0.200-/0c、0.60-/0~1.0010 Mn、0. 40-/0 -0.60-/0 Mo、0.001%-0.005%B，此外还可以加入0.40-/0 -0.7%Cr、0.05% -0. 100-10 V.0.010%~0.0150-/0 Nb（或Ti）等。低碳贝氏体钢的抗拉强度可达到600_IOOOMPa．屈服强度大于500MPa，目前有的可以达到800MPa。对于较厚的板材，需要进行正火处理，加热温度为900 - 950C，空冷后能得到良好的综合力学性能是中国发展的低碳贝氏体钢，屈服强度为490MPa级，主要用于制造容器的板材和其他钢结构。工程机械上相对运动的部件和低温下使用的部件，要求有更高的强度和良好的韧性。为了满足这一要求，通常采用对钢进行淬火和自回火处理以发掘材料的最大潜力。这类钢的碳含量通常都低于0. 160-/0，属于低碳型低合金高强度钢，淬火回火处理后钢的组织为低碳回火马氏体，因此这类钢通称为低碳马氏体钢。 为使钢得到好的淬透性，防止发生先共析铁素体和珠光体转变，加入Mo、Nb、v、B 及控制合理含量的Mn和Cr与之配合，Nb还作为细化晶粒的微合金元素起作用。 常见的有BHS系列钢种，其中BHS-l钢的成分为0.10%-10c-1.80% Mn -0.45%Mo -0.05%Nb。其生产工艺为锻轧后空冷或直接淬火并自回火，锻轧后空冷得到贝氏体、马氏体、
试比较贝氏体转变与珠光体转变和马氏体转变的异同
一．组织形态： 1.珠光体： 珠光体的组织形态特征： 珠光体的典型组织特征是由一层铁素体和一层渗碳体交替平行堆叠而形成的双相组织。根据片层间距的不同，可将珠光体分为三种： 珠光体：S0=450-150nm，形成温度为A1－650℃，普通光学显微镜可以分辨。 索氏体：S0=150-80nm，形成温度为650－600℃，高倍光学显微镜可以分辨。 屈氏体：S0=80-30nm，形成温度为600－550℃，电子显微镜可以分辨。 铁素体基体上分布着粒状渗碳体的组织为粒状珠光体。这种组织一般是通过球化退火或淬火后高温回火得到的。 在珠光体转变过程中，所形成的珠光体中的铁素体与母相奥氏体具有一定的晶体学位向关系。珠光体中，铁素体与渗碳体之间存在一定的晶体学位向关系。 2.马氏体： 马氏体的组织形态： ○1.板条马氏体是低、中碳钢中形成的一种典型马氏体组织，其形貌特征可描述如下：在一个原奥氏体晶粒部有几个（3－5个）马氏体板条束，板条束间取向随意；在一个板条束有若干个相互平行的板条块，块间是大角晶界；在一个板条块是若干个相互平行的马氏体板条，板条间是小角晶界。马氏体板条存在大量的位错，所以板条马氏体的亚结构是高密度的位错和位错缠结。板条状马氏体也称为位错型马氏体。 ○2.片状马氏体是中、高碳钢中形成的一种典型马氏体组织，其形貌特征可描述如下：在一个原奥氏体晶粒部有许多相互有一定角度的马氏体片。马氏体片的空间形态为双凸透镜状，横截面为针状或竹叶状。在原奥氏体晶粒中首先形成的马氏体片贯穿整个晶粒，将奥氏体晶粒分割，以后陆续形成的马氏体片越来越小，所以马氏体片的尺寸取决于原始奥氏体晶粒的尺寸。 片状马氏体的形成温度较低，在马氏体片的周围往往存在着残余奥氏体。 片状马氏体的部亚结构主要是孪晶。当碳含量较高时，在马氏体片中可以看到中脊，中脊面是密度很高的微孪晶区。 马氏体片形成时的相互撞击，马氏体片中存在大量的纤维裂纹。 3.贝氏体： 贝氏体的组织形态： ○1.上贝氏体 上贝氏体形成于贝氏体转变区较高温度围，中、高碳钢大约在350-550℃形成。为成束分布、平行排列的条状铁素体和夹于其间的断续条状渗碳体的混合物。多在奥氏体晶界形核，自晶界的一侧或两侧向晶长大，具有羽毛状特征。 上贝氏体中铁素体的亚结构是位错，其密度比板条马氏体低2－3个数量级，随形成温度降低，位错密度增大。随碳含量增加，上贝氏体中铁素体条增多、变薄，渗碳体数量增多、变细。随转变温度降低，上贝氏体中铁素体条变薄，渗碳体细化。上贝氏体中铁素体条间还可能存在未转变的残余奥氏体。 ○2.下贝氏体 下贝氏体形成于贝氏体转变区较低温度围，中、高碳钢大约在350℃-Ms之间温度形成。
第三章习题 (1) 片状珠光体的片层位向大致相同的区域称为______。 （a）亚结构（b）魏氏组织（c）孪晶（d）珠光体团 (2) 珠光体团中相邻的两片渗碳体(或铁素体)中心之间的间距的距离称为珠光体 的____。 （a）直径（b）片间距（c）珠光体团（d）点阵常数 (3) 由于形成F与C的二相平衡时，体系自由能最低，所以A只要在A1下保 持足够长时间，就会得到____的二相混合物P。 （a）A+P （b）A+C （c）F+C （d）A+F (4) 一般认为共析钢的珠光体转变的领先相是____。 （a）渗碳体（b）铁素体（c）奥氏体（d）渗碳体和铁素体 (5) P相变时，Fe3C形核于____或A晶内未溶Fe3C粒子。 （a）P晶界（b）珠光体团交界处（c）A晶界（d）Fe3C/P 界面 (6) 共析成分的奥氏体发生珠光体转变时，会发生碳在___和__中的扩散。 （a）F和A （b）F和P （c）P和A （d）F和Fe3C (7) 在A1温度以下发生的P转变，奥氏体与铁素体界面上的碳浓度___奥氏体与 渗碳体界面上碳浓度，从而引起了奥氏体中的碳的扩散。 （a）低于（b）高于（c）等于（d）小于等于
(8) 生产中广泛应用的球化处理，通过___A化温度，短的保温时间，以得到较 多的未溶渗碳体粒子。 （a）低的（b）高的（c）很高的（d）中等的 (9) 球化处理由片状向粒状转变，可____，属自发过程。 （a）降低结合能（b）降低体积（c）降低表面能（d）降低碳浓度 (10) 试述球化过程中，由片状粒状转变的机制。 (11) 试述块状、网状和片状先共析铁素体的析出的原理。 (12) 珠光体转变的形核率I及长大速度V随过冷度的增加____。 （a）先减后增（b）不变化（c）增加（d）先增后减 (13) 珠光体转变的形核率随转变时间的增长而___，珠光体的线长大速度V与保 温时间____。 （a）减少，减少（b）增大，增大 （c）不变，增大（d）增大，无明显变化 (14) 珠光体等温转变动力学图有一鼻尖，鼻尖对应了形核率和转变速度 的_____。 （a）最大处（b）最小处（c）平均值处（d）次大处 (15) 亚(过)共析钢的TTT曲线左上方有一___。 （a）等温线（b）共析线（c）A1 （d）先共析 (16) 在A1下，共析钢的A_____ 。
第六节钢在冷却时的转变 一、共析钢的过冷奥氏体转变 由铁碳相图可知，共析钢从奥氏体状态冷却到临界点A1点以下时将要发生珠光体转变。实际上，迅速冷却到A1点以下温度时，转变并不是立即开始的，在A1点以下未转变的奥氏体称为过冷奥氏体。 1．过冷奥氏体转变曲线 (1)过冷奥氏体等温转变曲线图10—38是通过实验测定的共析钢过冷奥氏体等温转变 动力学曲线，又称过冷奥氏体等温转变 等温图(又称TTT图或C曲线)。图中 左边的曲线是转变开始线，右边的曲线 是转变完了线。它的上部向A1线无限 趋近，它的下部与Ms线相交。Ms点是 奥氏体开始向马氏体转变的温度。由图 可以看出，过冷奥氏体开始转变需要经 过一段孕育期，在550～500℃等温时孕 育期最短，转变最快，称为C曲线的 “鼻子”。在鼻温以上的高温阶段，随过冷 度的增加，转变的孕育期缩短，转变加 快；在鼻温以下的中温阶段，随过冷度的 增加，转变的孕育期变长，转变变慢。这 是因为共析转变是扩散型相变，转变速 率是由相变驱动力和扩散系数D两个 因素综合决定的(参看第三节)。 过冷奥氏体在不同的温度区间会发 生三种不同的转变。在A1～500~C区间 发生珠光体转变，转变的产物是珠光体(P)，其硬度值较低，在11～40HRC之间；550~C～
Ms点区间发生贝氏体转变，产物是贝氏体(B)，硬度值较高在40～55HRC之间；在Ms点 以下将发生马氏体转变，得到马氏体(M)，马氏体的硬度很高，可达到60HRC以上。碳素 钢的贝氏体转变温度区间与珠光体、马氏体转变的温度区间没有严格的界限，相互之间有重叠。 一般认为过冷奥氏体有了1％的转变即为转变的开始，转变已完成99％即为转变完了。在转变开始线和转变完了线之间，还可以划出转变量为10％、50％、90％等等几条大体平行的曲线(图中以虚线表示)。转变开始线、终止线与A。线、Ms线之间将等温转变图划分成几个区域，各个区域表示组织状态及转变量与温度和时间之间的关系。从等温转变图右侧的纵坐标，还可以看出各温度下转变产物的硬度值。例如，过冷奥氏体在600~C进行等温转变，若等温时间只有1s，钢仍然处在过冷奥氏体状态；如果等温了3s，这时已有50％的奥氏体转变成珠光体，组织状态是奥氏体加珠光体各占50％；若在600~C等温7s以上，过冷奥氏体早已全部转变成珠光体，珠光体的硬度值是38HRC。如果在600~C等温3s后立即淬火，将得到50％马氏体加珠光体的组织。 (2)过冷奥氏体连续冷却转变曲线在绝大多数情况下奥氏体转变是在连续冷却的条件下进行的。如铸造、锻轧、焊接之后，一般都是采用在空气中冷却，或在坑中堆放冷却等连续冷却方式。从奥氏体状态经炉内冷却退火。或空气中冷却正火，或水中急冷淬火等热处理工艺也都是连续冷却过程。因此，研究过冷奥氏体连续冷却转变图(CCT图)，有更大的实际意义。实验测定的不同冷却条件下共析碳钢的CCT图如图10—39所示。由图可以看出，不同冷却速度下，过冷奥氏体开始转变的时间和温度不同，冷却速度越快，开始转变所需的时间越短，转变温度越低。图中还划出该钢的c曲线。与c曲线相比较，CCT图中同样性质的曲线(转变开始线，转变终了线)均位于C曲线的下方。在连续冷却条件下，共析碳钢不发生贝氏体转变。若冷却速度小于33．4~C．s叫(图中的曲线3)时，奥氏体将全部转变成珠光 一、
马氏体奥氏体珠光体贝氏体 马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称。马氏体（M）是碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相。其比容大于奥氏体、珠光体等组织，这是产生淬火应力，导致变形开裂的主要原因。马氏体最初是在钢（中、高碳钢）中发现的：将钢加热到一定温度（形成奥氏体） 奥氏体（austenite）A、γ是晶体结构：面心立方（fcc）。是碳在γ－Fe中形成的间隙固溶体。奥氏体是一种塑性很好，强度较低的固溶体，具有一定韧性。不具有铁磁性。因此，分辨奥氏体不锈钢刀具(常见的18－8型不锈钢）的方法之一就是用磁铁来看刀具是否具有磁性。古代铁匠打铁时烧红的铁块即处于奥氏体状态。另外，奥氏体因为是面心立方，四面体间隙较大，可以容纳更多的碳。 珠光体pearlite 珠光体是奥氏体(奥氏体是碳溶解在γ－Fe中的间隙固溶体)发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体。得名自其珍珠般（pearl-like）的光泽。其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相物，也称片状珠光体。用符号P表示，含碳量为ωc＝％。在珠光体中铁素体占88%,渗碳体占12%,由于铁素体的数量大大多于渗碳体,所以铁素体层片要比渗碳体厚得多.在球化退火条件下,珠光体中的渗碳休也可呈粒状,这样的珠光体称为粒状珠光体。珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间,强韧性较好.其抗拉强度为750 ~900MPa,180 ~280HBS,伸长率为20 ~25%,冲击功为24 ~32J.力学性能介于铁素体与渗碳体之间,强度较高,硬度适中,塑性和韧性较好。
铁素体(ferrite，缩写：FN，用F表示)即α-Fe和以它为基础的固溶体，具有体心立方点阵。亚共析成分的奥氏体通过先共析析出形成铁素体。在碳钢和低合金钢的热轧（正火）和退火组织中，铁素体是主要组成相；室温下的铁素体的机械性能和纯铁相近。铁素体的强度、硬度不高，但具有良好的塑性与韧性。 经过硝酸溶液侵蚀后,从颜色上观察区分金相组织形态. 铁素体是白色，珠光体是黑色，马氏体(M)是碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体，在金相观察中为细长的板条状或针叶状。
珠光体组织形态：主要为片状珠光体,即是由一片铁素体和一片渗碳体交替堆叠而成。片层方向大致相同的区域构成“珠光体团"。一个原奥氏体晶粒内部往往有多个“珠光体团”，同一“珠光体团"内片层取向基本相同。在珠光体形成的温度区间内，过冷度越大，则珠光体片层间距越小。 位相关系:。.. 马氏体组织形态:主要分为板条状马氏体和片状马氏体． （1）板条状马氏体显微组织可用图４—１3描述 从大到小分为原奥氏体晶粒、马氏体板条束、马氏体板条块、马氏体板 条、亚结构(高密度位错）. （2）片状马氏体显微组织如图4—1７ 其空间形态呈双凸透镜片状，显微组织特征为片间不相互平行，其亚结 构主要为孪晶。片状马氏体片的大小完全取决于奥氏体晶粒大小,片间不 相互平行,且片中有明显的中脊。 贝氏体组织形态:主要分为上贝氏体和下贝氏体。 （1）上贝氏体为成簇分布的条状铁素体和夹于条间的断续条状或杆状 渗碳体的混合物。 （2）下贝氏体呈暗黑色针状或片状，而且各个针状物之间都有一定的 交角，在铁素体片内部有规律的分布着不连续的细片状或粒状碳 化物,而在铁素体片边界上也可能有少量的渗碳体形成。 珠光体晶体结构:其是由体心立方结构的铁素体和复杂单斜结构的渗碳体组成。 马氏体晶体结构:马氏体中铁原子本来以体心立方结构排列,加入碳原子后其转变为体心四方结构，且晶体常数随碳原子含量的改变而改变。 贝氏体晶体结构：由体心立方的铁素体和复杂晶体结构的渗碳体组成。 珠光体的相组成：由铁素体和渗碳体两相组成。 铁素体和渗碳体都是片状的,一般铁素体层较渗碳体层厚。铁素体和渗碳体层交替分布,均匀分布在珠光体中。同一“珠光体团”内片层取向基本平行了。铁素体位错密度较小,渗碳体中密度更小，但两相交界处的位错密度较高。 马氏体的相组成：由铁素体组成，但铁素体中的碳含量较高(高于０．02１８％) 铁素体呈板条状或片状。板条状马氏体多个板条(小角度晶界）形成板条块,板条块之间形成大角度晶界。C原子在体心立方的八面体间隙处分布，且优先占据第三类亚点阵。 贝氏体的相组成:由铁素体和渗碳体组成（一般还夹杂有残余奥氏体,珠光体和马氏体) 上贝氏体中,铁素体为条状,成簇分布且相互平行。渗碳体为断续的条状或杆状,分布在铁素体条间。下贝氏体中,铁素体为针状或片状，各针状物之间不平行，渗碳体为细片状或粒状,分布在铁素体内,少量分布在铁素体边界上. 惯习面： 成分:三者皆为Fe和C组成物质，可能含有其他少量合金元素。 形成温度:图，一般形成温度珠光体高于贝氏体高于马氏体。 形成方式：珠光体通过Fe原子和C原子的扩散形成,马氏体通过切变形成,贝氏体二者兼有. 形成速度:珠光体的形成为扩散型相变,相变速度慢,马氏体的形成为切变，只要达到驱动所
第三章：合金结构钢 1．分析热轧钢和正火钢的强化方式和主强化元素又什么不同，二者的焊接性有何差别？在制定焊接工艺时要注意什么问题？ 答：热轧钢的强化方式有：（1）固溶强化，主要强化元素：Mn，Si。（2）细晶强化，主要强化元素：Nb,V。（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V.；正火钢的强化方式：（1）固溶强化，主要强化元素：强的合金元素（2）细晶强化，主要强化元素：V,Nb,Ti,Mo（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V,Ti,Mo.；焊接性：热轧钢含有少量的合金元素，碳当量较低冷裂纹倾向不大，正火钢含有合金元素较多，淬硬性有所增加，碳当量低冷裂纹倾向不大。热轧钢被加热到1200℃以上的热影响区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，而是、正火钢在该条件下粗晶区的V析出相基本固溶，抑制A长大及组织细化作用被削弱，粗晶区易出现粗大晶粒及上贝、M-A等导致韧性下降和时效敏感性增大。制定焊接工艺时根据材料的结构、板厚、使用性能要求及生产条件选择焊接。 2．分析Q345的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。答:Q345钢属于热轧钢，其碳当量小于0.4％，焊接性良好，一般不
需要预热和严格控制焊接热输入，从脆硬倾向上，Q345钢连续冷却时，珠光体转变右移，使快冷下的铁素体析出，剩下富碳奥氏体来不及转变为珠光体，而转变为含碳量高的贝氏体与马氏体具有淬硬倾向，Q345刚含碳量低含锰高，具有良好的抗热裂性能，在Q345刚中加入V、Nb达到沉淀强化作用可以消除焊接接头中的应力裂纹。被加热到1200℃以上的热影响区过热区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，Q345钢经过600℃×1h退火处理，韧性大幅提高，热应变脆化倾向明显减小。；焊接材料：对焊条电弧焊焊条的选择：E5系列。埋弧焊：焊剂SJ501，焊丝H08A/H08MnA.电渣焊：焊剂HJ431、HJ360焊丝H08MnMoA。CO2气体保护焊：H08系列和YJ5系列。预热温度：100～150℃。焊后热处理：电弧焊一般不进行或600～650℃回火。电渣焊900～930℃正火，600～650℃回火 3 .Q345与Q390焊接性有何差异？Q345焊接工艺是否适用于Q390焊接，为什么？ 答：Q345与Q390都属于热轧钢，化学成分基本相同，只是Q390的Mn含量高于Q345，从而使Q390的碳当量大于Q345，所以Q390的淬硬性和冷裂纹倾向大于Q345，其余的焊接性基本相同。Q345的焊接工艺不一定适用于Q390的焊接，因为Q390的碳当量较大，一级Q345的热输入叫宽，有可能使Q390的热输入过大会引起接头区过热的加
马氏体与贝氏体的鉴别 王元瑞（上海材料研究所检测中心，200437） 1 马氏体组织形态 是一种非扩散型相变，是提高钢的硬度、强度的主要途径。 1.1板条状马氏体（低碳马氏体）： 是低、中碳钢，马氏体时效钢，不锈钢等铁系合金中形成的一种典型组织。 亚结构是位错（又称位错马氏体），其形态特征见表1。 1.2片状马氏体（针状马氏体或高碳马氏体）： 常见淬火高、中碳钢，高镍的Fe-Ni合金中。 亚结构是孪晶，其形态特征见表1。 表1 铁碳合金马氏体类型及其特征 特征板条状马氏体片状马氏体 形成温度 Ms＞350℃ Ms≈200~100℃ Ms＜100℃ ＜0.3 1~1.4 合金成分 （C%）0.3~1时为混合型 1.4~2 组织形态板条自奥氏体晶界向晶内平行成 群，板条宽度0.1~0.2μ，长度＜ 10μ，一个奥氏体晶粒内包含几个 （3~5）板条群，板条体之间为小 角晶界，板条群之间为大角晶界凸透镜片状（或针状），中间稍厚，初 生者较厚较长，横贯整个奥氏体晶粒， 次生者尺寸较小，片与片之间互成角 度排列。在初生片与奥氏体晶界之间， 片间交角较大，互相撞击，形成显微 裂纹 同左，片的中央 有中脊。在两个 出生片之间常 见到“Z”字形分 布的细薄片 1.3其它马氏体形态： 1.3.1蝶状马氏体：在Fe-Ni合金中当马氏体在某一温度范围内形成时会出现，形状为细 长杆状，断面呈蝴蝶形，亚结构为高密度位错，看不到孪晶。 1.3.2薄片状马氏体：是在Ms点极低的Fe-Ni-C合金中发现的。呈非常细的带状，带互相 交叉、呈现曲折、分叉等特异形态，由孪晶组成的孪晶型马氏体。 1.3.3ε马氏体：在Fe-Mn合金中，当Mn超过15%时，淬火后形成ε马氏体，它是密排六方 结构。金相形态呈极薄的片状。 2 贝氏体组织形态 贝氏体是过饱和铁素体和渗碳体组成的两相混合物。 2.1上贝氏体（B上）：是成束的大致平行的条状铁素体和间夹有相平行的渗碳体所组成的非层状组织。亚结构是位错。形成温度在贝氏体转变区的上部。 中、高碳钢350~550℃，低碳钢温度要高些。 光学显微镜下：看到成束的自晶界向晶内生长的铁素体条，整体看呈羽毛状，分辨不清条间
马氏体与贝氏体转变有哪些异同点？ （１）二者转变都有一个转变温度区，马氏体转变对应于M s~M f，贝氏体转变与B s~B f点。 （２）贝氏体转变可等温进行，而钢中马氏体转变是非恒温性的，即马氏体转变是在不断降温的条件下才能进行。由此可见，马氏体转变量是温度的函数，而与等温时间无关。 （３）马氏体转变只有点阵改组而无成分的改变，如钢中的奥氏体转变为马氏体时，只是点阵由面心立方通过共格切变改组成体心立方（或体心正方），因而马氏体的成分与奥氏体的成分完全一样。这种母相（奥氏体）以均匀切变方式转变为新相（马氏体）的转变称为无扩散型相变—现在各种合金中广泛地叫做马氏体转变。此时钢中的铁、碳原子均无扩散，而贝氏体转变只有碳原子的扩散，而无铁原子和合金元素的扩散。这种中温转变包含着两种不同机制的转变，贝氏体为两相混合物组织，而马氏体是单相组织。 （４）贝氏体中铁素体在形成时，与马氏体转变一样，在抛光面上均引起浮凸。所不同的是马氏体浮凸呈“N”形，而贝氏体中铁素体的浮凸呈“V”形或“A”形。贝氏体的晶体学特征，其中包括位向关系与惯习面等与马氏体接近。 （５）二者转变均存在不完全性，即转变不能进行到终了。马氏体转变还具有可逆性，即快速反向加热不到Ａ1点发生逆转变 珠光体、贝氏体和马氏体的组织和性能有什么区别？ 珠光体转变是奥氏体在过冷度不大的情况下发生的共析转变，C和金属原子都可以的扩散；珠光体组织是铁素体和碳化物的机械混合物，通常形态为层片装状碳化物加铁素体组织，其层片的厚度及完整程度主要取决于转变过冷度，在特殊情况 下也生产碳化物也生产粒状，形成粒状珠光体。 马氏体转变是奥氏体快速冷却到马氏体转变点以下，发生切变，形成过饱和C的α-Fe固溶体，转变中C和金属原子都来不及扩散，由于过饱和的C使晶格发生畸变，钢在受力时位错运动受到阻碍，由此提高钢的强度。贝氏体转变介于珠光体与马氏体转变之间，但目前对此转变的机制还存在争议，但在贝氏体转变中主要C可扩散，金属原子不发生扩散，根据奥氏体过冷度的不同和C扩散能力的不同等条件，生成各种形态贝氏体组织。 45钢退火：铁素体＋珠光体；45钢正火：铁素体＋珠光体；45钢淬火：马氏体； 45钢回火：回火马氏体（低温回火），回火屈氏体（中温回火），回火索氏体（高温回火）。 比较共析钢过冷奥氏体等温转变曲线图和连续转变曲线图的异同点 1.等温转变在整个转变温度范围内都能发生，只有孕育期有长短；但是连续冷却转变却有所谓不发生转变的 温度范围。 https://www.doczj.com/doc/994219585.html,T图比TTT图向右下方移动，说明连续冷却发生在更低的温度和需要更长的时间。 3.共析碳素钢和过共析碳素钢在连续冷却转变中不出现贝氏体转变，只发生珠光体分解和贝氏体相变2.钢的过冷奥氏体等温转变曲线的开始温度和终了温度曲线像英文字母C，它描述了奥氏体在等温转变过程中，不同温度和保 温时间下的析出物的规律，称为C曲线或者TTT曲线，而连续冷却曲线是各种不同冷速下，过冷奥氏体转变开始和转变终了温度和时间的关系简称连续冷却转变图或者CCT图。 3.相同点是二者均是过冷奥氏体的转变图解，前者是在一定温度下的等温转变，后者是以一定的冷却速度时的连续转变，二者 在本质上是一致的，转变过程和转变产物的类型基本相互对应。 4.二者的区别在于冷却条件的不同，其显著的区别主要有： 5.一，连续冷却时，过冷奥氏体是在一个温度范围内完成组织转变的，其组织的转变很不均匀，先转变的组织较粗，而后转变 的组织较细，往往得到几种组织的混合物。 6.二，共析钢连续冷却时，只有珠光体的转变而无贝氏体的转变。原因在于当冷却速度缓慢时，过冷奥氏体将全部转变为珠光 体，当冷却速度过快时，则过冷奥氏体在中温区停留时间还未达到贝氏体转变的孕育区，已经降到Ms点开始转变为马氏体。 7.
逆转变奥氏体 科技名词定义 中文名称：逆转变奥氏体 英文名称：reverse transformed austenite 定义：在铁素体或马氏体稳定存在的温度范围内，局部区域的铁素体或马氏体向奥氏体转变所形成的奥氏体。 应用学科：材料科学技术（一级学科）；金属材料（二级学科）；钢铁材料（三级学科）；钢铁材料基础及组织和性能（四级学科） 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 在碳钢中，淬火获得马氏体后，再次加热到奥氏体化温度应该可以获得奥氏体，这种奥氏体不能叫逆转变奥氏体。 一般材料很少提到逆变奥氏体，马氏体不锈钢或沉淀硬化不锈钢时见的可能多点。 1. 逆变奥氏体的形成(形核和长大)必须具备的条件：原生马氏体板条直到加热至稍高于Ac1点是稳定的。在略低于Ac1(As)点回火时，马氏体中过饱和的C部分以碳化物的形式在板条间界面弥散析出，使马氏体转变为回火马氏体。当回火温度升至稍高于As点时，逆变奥氏体相的核心就通过切变方式在此高Ni区直接生成，并沿板条界面纵向长大成极细的针条状逆变奥氏体。在-196℃，逆变奥氏体也是稳定的，可能因为其富集奥氏体化元素，很低的温度下也不发生转变。 2. 回火后样品中逆变奥氏体含量受两个因素控制：即高温时奥氏体转变量及其在回火冷却过程中的稳定性。As-Af之间回火时，室温得到的逆变奥氏体量随着回火温度的升高出现先增后减的趋势，中间存在最优化回火温度，能使室温逆变奥氏体量达到最大。
奥氏体在冷却时发生的组织转变，既可在恒温下进行，也可在连续冷却过程中进行，随着冷却条件的不同，奥氏体可在A1以下不同的温度发生转变，获得不同的组织。所以，冷却是热处理的关键工序，它决定着钢在热处理后的组织和性能。 在临界转变温度A1以上存在的奥氏体是稳定的，不会发生转变。但一旦冷却到A1以下，则变得不稳定，冷却时要发生组织转变。这种在临界温度以下存在且不稳定的、将要发生转变的奥氏体称为过冷奥氏体。 研究过冷奥氏体的冷却转变行为，通常采用两种方法，一种是利用奥氏体等温转变曲线研究奥氏体在不同过冷度下的等温转变过程，另一种是利用奥氏体连续冷却转变曲线研究奥氏体在不同冷速下的连续冷却中的转变过程。 亚温区的奥氏体转变 Г.Н.Теплухин魏卓夫 【摘要】：正亚共析钢在亚温区冷却时α-相的析出过程通常看作如同平衡状态一样。这时形成的α-相数量,可根据Fe-Fe_3C平衡图用杠杆定律来估算。计算的正确性只有钢足够缓慢地冷却时才不致引起疑问。亚共析钢在实际热处理条件下(如在完全退火或均匀化退火、正火以及借助轧制加热或特殊加热的热强化时),在亚温区其冷却是被加快的。无论何时所形成的α-相数量 【关键词】：奥氏体转变亚共析钢相数量杠杆定律均匀化退火温区析出过程热处理条件完全退火平衡状态 【正文快照】： 亚共析钢在亚温区冷却时“一相的析出过程通常看作如同平衡状态一样.这时形成的。一相数量,可根据Fe一Fe:C乎衡图用杠杆定律来估算。计算的正确性只有钢足够缓慢地冷却时才不致引起疑问。亚共析钢在实际热处理条件下(如在完全退火或均匀化退火、正火以及借助轧制加热或特殊
珠光体组织形态：主要为片状珠光体，即是由一片铁素体和一片渗碳体交替堆叠而成。片层方向大致相同的区域构成“珠光体团”。一个原奥氏体晶粒内部往往有多个“珠光体团”，同一“珠光体团”内片层取向基本相同。在珠光体形成的温度区间内，过冷度越大，则珠光体片层间距越小。 位相关系：。。。 马氏体组织形态：主要分为板条状马氏体和片状马氏体。 （1）板条状马氏体显微组织可用图4-13描述 从大到小分为原奥氏体晶粒、马氏体板条束、马氏体板条块、马氏体板 条、亚结构（高密度位错）。 （2）片状马氏体显微组织如图4-17 其空间形态呈双凸透镜片状，显微组织特征为片间不相互平行，其亚结 构主要为孪晶。片状马氏体片的大小完全取决于奥氏体晶粒大小，片间 不相互平行，且片中有明显的中脊。 贝氏体组织形态：主要分为上贝氏体和下贝氏体。 （1）上贝氏体为成簇分布的条状铁素体和夹于条间的断续条状或杆状 渗碳体的混合物。 （2）下贝氏体呈暗黑色针状或片状，而且各个针状物之间都有一定的 交角，在铁素体片内部有规律的分布着不连续的细片状或粒状碳 化物，而在铁素体片边界上也可能有少量的渗碳体形成。 珠光体晶体结构：其是由体心立方结构的铁素体和复杂单斜结构的渗碳体组成。 马氏体晶体结构：马氏体中铁原子本来以体心立方结构排列，加入碳原子后其转变为体心四方结构，且晶体常数随碳原子含量的改变而改变。 贝氏体晶体结构：由体心立方的铁素体和复杂晶体结构的渗碳体组成。 珠光体的相组成：由铁素体和渗碳体两相组成。 铁素体和渗碳体都是片状的，一般铁素体层较渗碳体层厚。铁素体和渗碳体层交替分布，均匀分布在珠光体中。同一“珠光体团”内片层取向基本平行了。铁素体位错密度较小，渗碳体中密度更小，但两相交界处的位错密度较高。 马氏体的相组成：由铁素体组成，但铁素体中的碳含量较高（高于%） 铁素体呈板条状或片状。板条状马氏体多个板条（小角度晶界）形成板条块，板条块之间形成大角度晶界。C原子在体心立方的八面体间隙处分布，且优先占据第三类亚点阵。 贝氏体的相组成：由铁素体和渗碳体组成（一般还夹杂有残余奥氏体，珠光体和马氏体）上贝氏体中，铁素体为条状，成簇分布且相互平行。渗碳体为断续的条状或杆状，分布在铁素体条间。下贝氏体中，铁素体为针状或片状，各针状物之间不平行，渗碳体为细片状或粒状，分布在铁素体内，少量分布在铁素体边界上。 惯习面： 成分：三者皆为Fe和C组成物质，可能含有其他少量合金元素。 形成温度：图，一般形成温度珠光体高于贝氏体高于马氏体。 形成方式：珠光体通过Fe原子和C原子的扩散形成，马氏体通过切变形成，贝氏体二者兼有。
主要异 同点 相变类型 珠光体转变贝氏体转变马氏体转变 转变温度范围 高温转变 （A r1～500℃） 中温转变 （500℃～M s） 低温转变 （M s以下） 扩散性具有碳原子和铁原 子的扩散 碳原子扩散，而铁原子 不扩散 无扩散 生核、长大与领先相生核、长大，一般 以渗碳体为领先相 生核、长大，一般以铁 素体为领先相 生核、长大 共格性无共格性具有共格性，产生表面 浮凸现象 具有共格性，产生表面浮 凸现象 组成相 两相组织 γ-Fe(C)→α-Fe(C) ＋F e 3C 两相组织 γ-Fe(C)→α-Fe (C) ＋F e 3C （约350℃以上） γ-Fe(C)→α-Fe(C) ＋F e x C（约350℃以下） 单相组织 γ-Fe(C)→α-Fe(C) 合金元素的分布合金元素扩散重新 分布 合金元素不扩散合金元素不扩散
一、组织形态 1、珠光体的组织形态 共析碳钢加热到均匀的的奥氏体化状态后缓慢冷却，稍低于温度将形成珠光体组织， 为铁素体和渗碳体的机械混合物，其典型形态呈片状或层状。 片状珠光体是由一层铁素体与一层渗碳体交替堆叠而成。片状珠光体组织中，一对铁素体和渗碳体片的总厚度，称为“珠光体片层间距”。 工业上所谓的片状珠光体，是指在光学显微镜下能够明显看出铁素体与渗碳体呈层状分布的组织形态，其片层间距约在0.150.45之间。 透射电镜观察表明，在退火状态下，珠光体中的铁素体位错密度小，渗碳体中的位错密度更小，片状珠光体中铁素体与渗碳体两相交界处的为错密度高，在每一片铁素体中还有亚晶界，构成许多亚晶粒。 工业用钢中，也可以见到铁素体基体上分布着粒状渗碳体组织，称为“粒状珠光体”或“球状珠光体”，一般是经球化退火处理后获得的。 2、马氏体的组织形态 a、板条状马氏体 板条状马氏体是低、中碳钢，马氏体时效钢，不锈钢等铁系合金中形成的一种典型的马氏体组织。因其显微组织是由许多成群的板条组成，故称为板条状马氏体。又因为这种马氏体的亚结构主要为位错，通常也称它为位错型马氏体。 板条状马氏体的显微组织（如图所示），其中A为板条束，成不规则形状，尺寸约为20—35μm，是由若干单个马氏体板条所组成。一个板条束又可分成几个平行的像图中B那样的区域，呈块状。块界长尺寸方向与板条马氏体边界平行，块间成大角晶界。每个块由若干板条组成，每一个板条为一个单晶体。板条具有平直的界面，并接近于奥氏体的，为其惯习面，相同惯习面的变体平行排列构成板条束。现已确定这些稠密的板条被连续的高度变形的残余奥氏体薄膜（）所隔开。 相邻板条一般以小角晶界相间，也可成孪晶关系，成孪晶关系时条间无残余奥氏体。 透射电镜观察证明，板条马氏体内有高密度位错。有时也会有部分相变孪晶存在，但为局部的，数量不多。 板条状马氏体的显微组织构成随钢和合金的成分变化而改变。在碳钢中，当碳含量小于0.3%时，原始奥氏体晶粒内板条束及束中块均很清楚；碳含量在0.30.5%，板条束清楚，块不清楚；碳含量升高到0.60.8时，板条混杂生成的倾向性很强，无法辨识束和块。 b、片状马氏体 铁系合金中出现的另一种典型的马氏体组织是片状马氏体，常见于淬火高、中碳钢及高Ni 的Fe-Ni合金中。其空间形态成双透镜片状,所以也称之为“透镜片状马氏体”。因其与试样磨片相截而在显微镜下呈现为针状或竹叶状，故又称为“针状之称马氏体”或“竹叶状马氏体”。片状马氏体的亚结构主要为孪晶，因此又有“孪晶型马氏体”。片状马氏体的显微组织为片间不相互平行。 片状马氏体常能见到有明显的中脊，而且体内存在许多相变孪晶。相变孪晶的存在是片状
下贝氏体和上贝氏体在组织和性能上有何区别呢, 上贝氏体－过饱和针状铁素体和渗碳体的混合物，渗碳体在铁素体针间。过冷奥氏体在中温（约350~550℃）的相变产物，其典型形态是一束大致平行铁素体板条，并在各板条间分布着沿板条长轴方向排列的碳化物短棒或小片；典型上贝氏体呈羽毛状，晶界为对称轴，由于方位不同，羽毛可对称或不对称，铁素体羽毛可呈针状、点状、块状。若是高碳高合金钢，看不清针状羽毛；中碳中合金钢，针状羽毛较清楚；低碳低合金钢，羽毛很清楚，针粗。一般不穿晶，只在一个晶粒内。上贝氏体的渗碳体是以片状分布在界面，很大程度上降低了材料的塑性和韧性。 下贝氏体－同上，但渗碳体在铁素体针内。过冷奥氏体在350℃~Ms的转变产物。其典型形态是双凸透镜状含过饱和碳的铁素体，并在其内分布着单方向排列的碳化物小薄片；在晶内呈针状，针叶不交叉，但可交接。下贝氏体在性能上和马氏体接近，强度，硬度较高，其渗碳体以弥散的质点相分布在基体中，有很不错的强韧性，综合性能较好。 关于贝氏体： （1）上贝氏体为过冷奥氏体在550~400℃温区等温形成的一种组织，由铁素体和渗碳体组成，在光学显微镜下观察，呈羽毛状。上贝氏体常沿奥氏体晶界形核，向晶内发展。从电子显微照片上可以看到：在平行的铁素体条间有短棒状或串珠状渗碳体断续分布，其硬度为35~45HRC。上贝氏体的铁素体内含有一定程度的过饱和碳量，具有体心立方点阵，与奥氏体保持严格的晶格学位向关系，过去认为是西山关系，进一步研究证明为K-S关系，其惯习面为（111）A。在磨光的试样表面呈现浮凸。上贝氏体机械性能低劣，使用价值不大。 （2）下贝氏体下贝氏体为过冷奥氏体于400~200℃温区形成的一种组织。其组织形态与上贝氏体明显不同，类似于片状马氏体的回火组织。在光学显微镜下呈黑色片状（针状或竹叶状），互成一定角度。在电子显微镜下观察或X射线结构分析：这种组织乃是由过饱和α固溶体与其长轴成50~60o角度分布的碳化物质点形成。其硬度为45~50HRC。双面金相分析表明：下贝氏体铁素体的立体形态为双凸镜状。下贝氏体铁素体具有较高的碳过饱和度，有的含碳量高达0.2％，晶体结构为体心立方点阵。其内部析出的碳化物不是渗碳体，而是ε相（Fe2.4C），属六方晶系。下贝氏体中铁素体与母相奥氏体保持严格的晶体学位向关系（K-S关系），惯习面为（225）A。其亚结构为高密度位错，在磨光的试样表面亦呈现浮凸。可见，下贝氏体形成亦具有切变特征。下贝氏体具有优良的强韧性，硬度和耐磨性也很高，缺口敏感性和脆性 转变温度较低，是一种理想的淬火组织，具有很高的实用价值。因此，以获得这种组织为目的的等温淬火工艺，在生产中得到了广泛的应用。 （3）无碳贝氏体又称无碳化物贝氏体，产生于亚共析钢，特别是低碳钢中。一般钢经高温奥氏体化后，晶粒粗大，过冷至贝氏体形成温区上部，大约在600~500℃之间可形成无碳贝氏体。研究表明：无碳贝氏体的形成往往有一定条件。一是在硅钢和铝钢
比较马氏体贝氏体珠光体转变的异同 一．组织形态： 1.珠光体： 珠光体的组织形态特征： 珠光体的典型组织特征是由一层铁素体和一层渗碳体交替平行堆叠而形成的双相组织。根据片层间距的不同，可将珠光体分为三种： 珠光体：S0=450-150nm，形成温度为A1－650℃，普通光学显微镜可以分辨。 索氏体：S0=150-80nm，形成温度为650－600℃，高倍光学显微镜可以分辨。 屈氏体：S0=80-30nm，形成温度为600－550℃，电子显微镜可以分辨。 铁素体基体上分布着粒状渗碳体的组织为粒状珠光体。这种组织一般是通过球化退火或淬火后高温回火得到的。 在珠光体转变过程中，所形成的珠光体中的铁素体与母相奥氏体具有一定的晶体学位向关系。珠光体中，铁素体与渗碳体之间存在一定的晶体学位向关系。 2.马氏体： 马氏体的组织形态： ○1.板条马氏体是低、中碳钢中形成的一种典型马氏体组织，其形貌特征可描述如下：在一个原奥氏体晶粒内部有几个（3－5个）马氏体板条束，板条束间取向随意；在一个板条束内有若干个相互平行的板条块，块间是大角晶界；在一个板条块内是若干个相互平行的马氏体板条，板条间是小角晶界。马氏体板条内存在大量的位错，所以板条马氏体的亚结构是高密度的位错和位错缠结。板条状马氏体也称为位错型马氏体。 ○2.片状马氏体是中、高碳钢中形成的一种典型马氏体组织，其形貌特征可描述如下：在一个原奥氏体晶粒内部有许多相互有一定角度的马氏体片。马氏体片的空间形态为双凸透镜状，横截面为针状或竹叶状。在原奥氏体晶粒中首先形成的马氏体片贯穿整个晶粒，将奥氏体晶粒分割，以后陆续形成的马氏体片越来越小，所以马氏体片的尺寸取决于原始奥氏体晶粒的尺寸。 片状马氏体的形成温度较低，在马氏体片的周围往往存在着残余奥氏体。 片状马氏体的内部亚结构主要是孪晶。当碳含量较高时，在马氏体片中可以看到中脊，中脊面是密度很高的微孪晶区。 马氏体片形成时的相互撞击，马氏体片中存在大量的纤维裂纹。 3.贝氏体： 贝氏体的组织形态： ○1.上贝氏体 上贝氏体形成于贝氏体转变区较高温度范围，中、高碳钢大约在350-550℃形成。为成束分布、平行排列的条状铁素体和夹于其间的断续条状渗碳体的混合物。多在奥氏体晶界形核，自晶界的一侧或两侧向晶内长大，具有羽毛状特征。 上贝氏体中铁素体的亚结构是位错，其密度比板条马氏体低2－3个数量级，随形成温度降低，位错密度增大。随碳含量增加，上贝氏体中铁素体条增多、变薄，渗碳体数量增多、变细。随转变温度降低，上贝氏体中铁素体条变薄，渗碳体细化。上贝氏体中铁素体条间还可能存在未转变的残余奥氏体。
马氏体与贝氏体的判别 1马氏体组织形态 是一种非扩散型相变，是提高钢的硬度、强度的主要途径 1.1板条状马氏体（低碳马氏体）： 是低、中碳钢，马氏体时效钢，不锈钢等铁系合金中形成的一种典型组织。亚结构是位错（又称位错马氏体），其形态特征见表1。
1.2片状马氏体(针状马氏体或高碳马氏体)： 常见淬火高、中碳钢，高镍的Fe-Ni合金中。亚结构是孪晶，其形态特征见表1 表1 铁碳合金马氏体类型及其特征 1.3其它马氏体形态： 1.3.1蝶状马氏体：在Fe-Ni合金中当马氏体在某一温度范围内形成时会出现, 形状为细长杆状，断面呈蝴蝶形，亚结构为高密度位错，看不到孪晶。
FrNiTY合金飲iff状马FeNiCiVMnSiC^金旳媒状马民体 氏体 1.3.2薄片状马氏体：是在Ms点极低的Fe-Ni-C合金中发现的。呈非常细的带状，带互相交叉、呈现曲折、分叉等特异形态，由孪晶组成的孪晶型马氏体。 133 马氏体：在Fe-Mn合金中，当Mn超过15%时，淬火后形成 &马氏体，它是密排六方结构。金相形态呈极薄的片状。
2贝氏体组织形态 贝氏体是过饱和铁素体和渗碳体组成的两相混合物 2.1上贝氏体（B上）：是成束的大致平行的条状铁素体和间夹有相平行的渗碳体所组成的非层状组织。亚结构是位错。形成温度在贝氏体转变区的上部。
中、高碳钢350~550 C,低碳钢温度要高些。 光学显微镜下：看到成束的自晶界向晶内生长的铁素体条，整体看呈羽毛状，分辨不清条间的渗碳体粒子。低碳钢（0.1%C）:铁素体条略宽，渗碳体呈细条状。中、高碳钢：形态由粒状、链珠状而出现长杆状。高碳钢（ 1.0%C以上）：组织似雪花状，基体上由短条铁素体和短杆渗碳体所组成。随含碳量增加，渗碳体可分布于铁素体之间，也可分布于各个铁素体板条内部。 电镜下观察：看到铁素体和渗碳体两个相。铁素体之间成小角度晶界（6°~18°）, 渗碳体沿条的长轴方向排列成行。大片铁素体板条群之间成大角度晶界。 2.2下贝氏体（B下）：是片状铁素体与内部沉淀的碳化物的两相组织。亚结构为位错。 中、高碳钢形成温度与约350 C ~Ms点之间
实验三钢的奥氏体等温转变图测定 一、概述 奥氏体等温转变：钢加热奥氏体化后，冷却到临界点以下进行等温转变时所发生的组织转变为奥氏体等温转变。 奥氏体等温转变图：描述过冷奥氏体在等温转变过程中的转变温度与转变开始和转变终了时间的关系图为奥氏体等温转变图。 奥氏体等温转变图根据转变产物的形态和性质不同分三个区域，低温转变区、中温转变区和高温转变区。 高温转变区转变产物为珠光体。 中温转变区转变产物为贝氏体。 低温转变区转变产物为马氏体和残余奥氏体。 二、实验目的 1、用金相法研究并建立GCr15钢奥氏体的等温转变图。 2、了解不同加热温度对GCr15钢奥氏体等温转变图的影响。 三、实验内容 1、影响奥氏体等温转变的因素 （1）化学成分的影响。 （2）奥氏体晶粒大小对过冷奥氏体转变的影响。 （3）塑性变形的影响。 2、测定奥氏体等温转变图的方法 （1）金相法 （2）硬度法 （3）磁性法 （4）膨胀法 金相法： 金相法能直接而精确地观察到奥氏体分解产物的数量和组织特征。可以确定奥氏体分解的开始点和结束点，还可以精确确定在等温过程中不同等温时间内的奥氏体的分解量。
测量面积法、画线法、定点法和称重法。 硬度法： 随等温停留时间的延长，奥氏体分解量增加，随后淬火得到的马氏体量减少，硬度值随之下降。点1处硬度开始下降，为转变开始时间。到点2处硬度值不再下降，为转变的终了时间。 3、实验步骤 将GCr15钢加热至840℃保温5分钟将试样分别迅速投入到保持在不同温度的盐浴中进行不同时间的等温，然后取出，淬入水中冷却。进行金相组织观察，用画线法测出转变开始时间和结束时间。最后画出GCr15钢奥氏体的等温转变图。