贝氏体转变的影响因素(二).

实验目的：1. 研究贝氏体转变过程及其影响因素。

2. 分析贝氏体转变的动力学特征。

3. 探讨贝氏体转变对材料性能的影响。

实验原理：贝氏体转变是金属热处理过程中的一种重要转变，其基本原理是在奥氏体化后，将钢加热至某一温度，保温一段时间，然后以适当的冷却速度冷却至室温，使奥氏体转变为贝氏体。

贝氏体转变过程包括形核和长大两个阶段，其动力学特征受温度、冷却速度、合金元素等因素的影响。

实验材料：实验材料为碳素钢，其化学成分如下（质量分数）：C：0.8%Si：0.2%Mn：0.5%P：0.02%S：0.01%实验设备：1. 高温炉2. 真空炉3. 冷却装置4. 显微镜5. X射线衍射仪6. 热分析仪实验步骤：1. 将碳素钢试样在高温炉中加热至奥氏体化温度（A3温度），保温一段时间。

2. 利用冷却装置将试样快速冷却至室温，制备贝氏体组织。

3. 利用显微镜观察贝氏体组织形态，并进行定量分析。

4. 利用X射线衍射仪分析贝氏体相组成。

5. 利用热分析仪研究贝氏体转变的动力学特征。

实验结果及分析：1. 贝氏体组织形态通过显微镜观察，发现贝氏体组织主要由板条状贝氏体和针状贝氏体组成。

板条状贝氏体呈平行排列，针状贝氏体呈发散状。

贝氏体组织形态与冷却速度有关，冷却速度越大，板条状贝氏体越明显。

2. 贝氏体相组成X射线衍射分析表明，贝氏体相主要由铁素体和渗碳体组成，其中铁素体为α-Fe，渗碳体为Fe3C。

3. 贝氏体转变动力学特征热分析结果表明，贝氏体转变的动力学曲线呈典型的贝氏体转变特征，可分为三个阶段：过冷奥氏体分解、贝氏体形核和贝氏体长大。

贝氏体转变速率受温度、冷却速度、合金元素等因素的影响。

4. 贝氏体转变对材料性能的影响贝氏体转变对材料性能的影响主要体现在以下方面：（1）硬度：贝氏体转变使材料硬度显著提高，提高幅度与贝氏体含量和形态有关。

（2）韧性：贝氏体转变对材料韧性影响不大，但针状贝氏体具有较好的韧性。

（3）耐磨性：贝氏体转变可提高材料的耐磨性，尤其是针状贝氏体。

第1篇一、贝氏体转变的概述贝氏体转变是指金属在一定的温度范围内，从奥氏体向贝氏体转变的过程。

在这个过程中，金属的组织结构发生了显著的变化，从而导致金属的性能发生改变。

贝氏体转变主要发生在低碳钢、低合金钢和某些高合金钢中。

二、贝氏体转变的主要特征1. 温度范围贝氏体转变的温度范围较窄，大约在280℃至550℃之间。

在这个温度范围内，奥氏体晶粒开始发生转变，形成贝氏体。

当温度低于280℃时，贝氏体转变速率会显著降低，甚至停止；当温度高于550℃时，贝氏体转变会逐渐向马氏体转变过渡。

2. 组织结构贝氏体转变后，金属的组织结构发生了显著的变化。

具体表现为：（1）奥氏体晶粒细化：在贝氏体转变过程中，奥氏体晶粒逐渐细化，晶粒尺寸减小，有利于提高金属的强度和硬度。

（2）贝氏体形态：贝氏体由贝氏体铁素体和渗碳体（或碳化物）组成。

贝氏体铁素体以片状、针状或羽毛状形态出现，渗碳体以细小的片状或针状形态存在。

（3）贝氏体晶粒尺寸：贝氏体晶粒尺寸与奥氏体晶粒尺寸密切相关。

一般来说，奥氏体晶粒越细，贝氏体晶粒也越细。

3. 性能变化贝氏体转变后，金属的性能发生了显著的变化，具体表现在以下方面：（1）强度和硬度：贝氏体转变后，金属的强度和硬度显著提高。

这是由于贝氏体组织中的贝氏体铁素体和渗碳体相互作用，使得金属的晶粒尺寸减小，晶界增多，从而提高了金属的强度和硬度。

（2）韧性：贝氏体转变后，金属的韧性也得到一定程度的提高。

这是因为贝氏体转变过程中，部分奥氏体晶粒转变为贝氏体铁素体，使金属的组织结构更加均匀，有利于提高金属的韧性。

（3）疲劳性能：贝氏体转变后，金属的疲劳性能得到显著提高。

这是因为贝氏体组织中的贝氏体铁素体和渗碳体相互作用，使得金属的晶粒尺寸减小，晶界增多，从而提高了金属的疲劳性能。

4. 热处理工艺贝氏体转变的热处理工艺主要包括以下两个方面：（1）贝氏体转变温度：贝氏体转变温度对金属的组织结构和性能具有重要影响。

一般来说，贝氏体转变温度越高，贝氏体晶粒越细，金属的强度和硬度越高。

主要的合金元素对珠光体、贝氏体和马氏体转变的影响珠光体、贝氏体和马氏体是金属材料常见的一种组织结构转变。

主要的合金元素对这些组织结构转变的影响包括但不限于以下几个方面：1.合金元素对马氏体转变的影响：合金元素可以通过改变材料的化学成分，对马氏体转变过程中的组织形貌和转变温度做出调控。

一般来说，合金的固溶度越高，马氏体转变温度就会降低，马氏体的形成速度也会增加。

例如，镍和锰等合金元素可以显著降低钢的马氏体转变温度，提高钢的硬度和强度。

另外，合金元素还可以通过偏析作用，改变钢中的碳含量，从而进一步影响马氏体转变的形貌和温度。

例如，钴和镍等元素可以有效地抑制马氏体转变，并促进贝氏体的形成，提高钢材的韧性。

2.合金元素对贝氏体转变的影响：贝氏体转变是一种从奥氏体或珠光体转变而来的组织结构转变。

合金元素的添加可以通过两种方式影响贝氏体转变，即通过固溶度变化和偏析。

合金元素的固溶度变化会导致贝氏体转变温度的变化。

例如，镍、锰、硅等元素固溶在钢中，可以降低钢的贝氏体转变温度。

另外，合金元素的偏析作用也会影响贝氏体的形成和转变。

偏析元素的加入会导致贝氏体和残余奥氏体之间出现偏析层，从而限制贝氏体的生长和扩展。

这种偏析层会影响材料的力学性能和耐蚀性。

3.合金元素对珠光体形貌的影响：珠光体是一种由渗碳体和铁素体组成的复合组织，合金元素的稀有度对其形貌、数量和分布状态都有影响。

合金元素的添加会改变材料的固溶度，提高碳的溶度限度，从而改变珠光体中渗碳体的形貌和数量。

例如，添加一定量的铬和钼等稀有金属元素，可以促使珠光体中的渗碳体变大而分布均匀，提高钢材的强韧性能。

另外，合金元素的弥散和偏析也会影响珠光体的形成和分布。

例如，钛、锰等合金元素可以通过偏析作用，促进珠光体的形成，改善材料的强度和耐蚀性能。

总之，合金元素对珠光体、贝氏体和马氏体转变有着重要的影响。

通过调控合金元素的含量和偏析作用，可以改变材料的组织结构和性能，实现钢材的强化、硬化和耐蚀等目标。

在此温度范围内，铁原子已难以扩散，而碳原子还能进行扩散，1.什么是贝氏体：贝氏体是由F和碳化物组成的非层片状组织。

2.上贝氏体：由于其中碳化物分布在铁素体片层间，脆性大，易引起脆断，因此，基本无实用价值。

下贝氏体：铁素体片细小且无方向性，碳的过饱和度大，碳化物分布均匀，弥散度大，因而，它具有较高的强度和硬度、塑性和韧性。

在实际生产中常采用等温淬火来获得下贝氏体，以提高材料的强韧性。

贝氏体转变的基本特征--兼有珠光体转变与马氏体转变的某些特征1．贝氏体转变有上、下限温度B s,Bf，点Bf与Ms无关2．转变产物为非层片状3．贝氏体转变通过形核及长大方式进行氏体不能全部转变为贝氏体) 5．转变的扩散性6．贝氏体转变的晶体学(“表面浮凸”)7．贝氏体铁素体也为碳过饱和固溶体.第二节以及柱状贝氏体等。

变区的上部(高温区)形成，所以称为上贝氏体。

在光学显微镜下观察呈羽毛状，故又称羽毛状贝氏体。

上贝氏体中铁素体呈板条状成束地自晶界向奥氏体晶内长人，不会穿越奥氏体晶界。

铁素体束由位向差很小的细小铁素体板条组成，这些板条称为“亚基元”在一束中，每个亚基元长到一定尺寸后，新的亚基元将优先在束的尖端而不是侧面形核特征：上贝氏体中的铁素体形成时可在抛光试样表面形成浮突。

上贝氏体中铁素体的惯习面为{111}，与奥氏体之间的位向关系为K-S 关系。

碳化物的惯习面为{227}，与奥氏体之间也存在一定的位向关系。

因此一般认为碳化物是从奥氏体中直接析出的。

上贝氏体铁素体束的宽度通常比相同温度下形成的珠光体铁素体片大，其亚结构为位错，位错密度较高，可形成缠结。

渗碳体的形态取决于奥氏体的碳含量，碳含量低时，渗碳体沿条间呈不连续的粒状或链珠状分布，随钢碳含量的增加，上贝氏体亚基元变薄，渗碳体量增多，并由粒状、链状过渡到短杆状甚至可分布在铁素体亚基元内。

形成温度：随形成温度的降低，α相变薄、变小，渗碳体也更细小和密集。

2、下贝氏体:1. 形成温度范围:下贝氏体大约在350℃-Ms之间形成，当碳含量很低时，其形成温度可能高于350℃与上贝氏体相似，下贝氏体也是由铁素体和碳化物组成的两相混合组碳含量低时呈板条状，碳含量高时呈透镜片状，碳含量中等时两种形在下贝氏体铁素体内部总有细微碳化物沉淀。

好文：钢在冷却时的转变之贝氏体钢在冷却时的转变之贝氏体的组织形态、性能、特点一、定义1.贝氏体（中温转变）：当奥氏体过冷到低于珠光体转变温度和高于马氏体转变温度之间的温区时，将发生由切变相变与短程扩散相配合的转变，其转变产物叫贝氏体或贝茵体；2.贝氏体转变特点：具有某些珠光体转变和马氏体转变的特点：•同珠光体转变相似之处：贝氏体也是又铁素体+碳化物组成的机械混合物，在转变过程中发生在铁素体中的扩散；•同马氏体转变相似之处：奥氏体向铁素体的晶格改组是通过切变方式进行的；•贝氏体转变是由扩散、共格的转变；二、贝氏体的组织形态1.分类：碳含量ωC形成温度℃贝氏体形态特征ωC ＞0.4600~350℃上贝氏体羽毛状350℃~Ms下贝氏体黑色针状1）上贝氏体显微组织形貌：•在光学显微镜下：中、高碳钢的上贝氏体组织的典型特征呈羽毛状；•在电子显微镜下：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、短杆状的渗碳体所组成；•上贝氏体中的铁素体含过饱和的碳，存在位错结构；铁素体的形态和亚结构与板条马氏体相似，但其位错密度比马氏体要低2~3个数量级；•形成为温度下降，上贝氏体中的铁素体条宽度变细，渗碳体丝滑且弥散度增大；•上上贝氏体中的铁素体条间还可能存在未转变的残留奥氏体。

•上贝氏体组织示例图片：2）下贝氏体显微组织形貌•在光学显微镜下：呈黑色针状，它可以在奥氏体晶界上形成，但更多时在奥氏体晶粒内沿着某些晶面单独地或成堆地长成针叶状；•在电子显微镜下：下贝氏体由碳过饱和的片状铁素体和其内部析出的微细碳化物组成。

•下贝氏体中的含碳量高于上贝氏体中的铁素体；其立体形态，同片状马氏体的一样，也呈现凸透状；•下贝氏体亚结构高密度位错，位错密度比上贝氏体中的铁素体高；•下贝氏体组织示例图片：3）粒状贝氏体显微组织形貌•一般在低碳钢及低、中碳合金钢中在特定状态下存在；•形成温度：一般在上贝氏体形成温度以上和奥氏体转变为贝氏体最高温度（B S）以下范围内；•光镜下组织特征：大块状或针状铁素体内分布着一些颗粒状小岛（这些小岛在高温下原是富碳奥氏体区）；•一些研究表明，大多数结构钢，无论C曲线形状如何，也无论是连续冷却还是等温冷却，只要冷却过程控制在一定范围内，都可以形成粒状贝氏体，并且其组织也是多种多样的；三、贝氏体的性能1）贝氏体的性能影响因素•主要取决于其组织形态；贝氏体是铁素体和碳化物组成的双相组织，其中各相的形态、大小和分布都影响贝氏体的性能2）上贝氏体的性能上贝氏体形成温度较高，铁素体晶粒和碳化物颗粒较粗大，碳化物呈短杆状平行分布在铁素体板条之间，铁素体和碳化物分布有明显的方向性。