第6章 贝氏体与钢的中温转变

§6-3 钢在冷却时的转变一、过冷奥氏体等温冷却转变曲线1、过冷奥氏体等温冷却转变曲线建立以共析钢为例：取尺寸相同的T8钢试样，A化后，迅速冷却到A1以下不同温度保温，进行等温转变，测出转变的开始点与转变结束点。

将开始点与结束点分别连接起来，就得到奥氏体等温转变曲线。

该曲线称为TTT图（Time Temperature TransformationDiagram）或C曲线。

2、孕育期：转变开始线与纵坐标轴之间的距离。

孕育期越短，过冷奥氏体越不稳定，转变越快。

孕育期最短处称为鼻温3、影响C曲线的因素A的成分越均匀，晶粒越粗，其稳定性越高，C曲线右移；A含碳量越高，稳定性越高，C曲线右移，共析钢C曲线最靠右；合金元素，除Co外所有合金元素均使C曲线右移，并使C曲线改变形状。

二、共析钢过冷奥氏体的转变产物及性能、珠光体型转变（P）转变温度：A1～鼻温（550℃）之间（高温转变）转变规律：是通过碳、铁的扩散完成转变。

铁原子重新排列由fcc bcc,碳从铁中扩散出，形成转变产物：珠光体型组织铁素体和渗碳体的机械混合物产物形态：渗碳体呈层片状分布在铁素体基体上，转变温度越低，层间距越小。

珠光体型组织按层间距大小分为珠光体(P)、索氏体(S)和屈氏体(T)珠光体3800×索氏体8000×屈氏体8000×2、贝氏体型转变（B）转变温度：鼻温（550℃）～Ms之间（中温转变）转变规律：半扩散型转变，铁原子不扩散，只能做微小的位置调整，由fcc→bcc。

碳原子有一定扩散能力，部分碳原子从铁中扩散出来，形成碳化物。

转变产物：贝氏体型组织，渗碳体分布在过饱和的铁素体基体上的两相混合物。

上贝氏体（B上）：550℃～350℃之间形成形态：呈羽毛状, 小片状的渗碳体分布在成排的铁素体片之间。

光学显微照片1300×电子显微照片5000×上贝氏体性能：铁素体片较宽，塑性变形抗力较低；渗碳体分布在铁素体片之间，容易引起脆断，因此强度和韧性都较差。

第六章钢的热处理、名词解释1热处理： _______________________________________________________________ 2等温转变： _____________________________________________________________ 3连续冷却转变： _________________________________________________________ 4马氏体： _______________________________________________________________ 5退火： _________________________________________________________________ 6正火： _________________________________________________________________ 7淬火： _________________________________________________________________ 8回火： _________________________________________________________________ 9表面热处理： ___________________________________________________________ 10渗碳：________________________________________________________________二、填空题1、整体热处理分为________ 、____________ 、 _________ 、和___________ 等。

2、根据加热方法的不同，表面淬火方法主要有____________________ 表面淬火、_________________ 表面淬火、______________ 表面淬火、 _______ 表面淬火等。

马氏体和贝氏体转变温度概述说明以及解释1. 引言1.1 概述马氏体和贝氏体转变温度是金属材料中一个重要的热处理参数，对于决定材料的性能具有重要影响。

马氏体和贝氏体都是金属材料在固态相变时产生的晶体结构类型，它们的转变温度是指在一定条件下，马氏体相或贝氏体相开始生成或完全消失的温度。

本文旨在系统地介绍马氏体和贝氏体转变温度的相关知识，包括其定义、原理以及测定方法。

通过深入探讨这些方面内容，我们可以更好地理解马氏体和贝氏体转变温度对于金属材料性能及加工过程的影响，并为研究者提供必要的参考资料。

1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述：- 引言部分首先概述了文章的背景和目标。

- 随后，在第二部分中详细介绍了马氏体转变温度，包括其定义与原理、影响因素以及测定方法。

- 第三部分则重点讨论了贝氏体转变温度，涉及到其定义与原理、影响因素以及测定方法。

- 第四部分将马氏体和贝氏体转变温度进行了关联，包括相互关系及对比分析、实际应用案例分析以及进一步研究和发展方向。

- 最后，本文将在结论部分总结论述内容，并提出未来研究的方向。

1.3 目的本文旨在系统概述和解释马氏体和贝氏体转变温度的相关知识，便于读者深入理解这两个参数在金属材料中的作用。

通过阐述马氏体和贝氏体转变温度的定义、原理以及测定方法，读者能够更好地理解这些参数对于金属材料性能和加工过程的影响。

同时，本文还将通过对马氏体和贝氏体转变温度之间关系的探讨，为读者提供一些实际应用案例以及未来研究方向的建议。

2. 马氏体转变温度2.1 定义和原理马氏体转变温度(Martensitic Transformation Temperature)是指当金属经历回火或降温等热处理过程后，发生马氏体相变的温度。

在固溶态的情况下，金属晶体中的原子具有较高的无序性，而经过回火或降温处理后，晶体结构会发生变化从而形成马氏体。

马氏体相是一种具有高硬度和脆性的晶态组织，在压缩应力作用下具有变形能力。

第六章钢的热处理练习题一、填空题1．钢加热时奥氏体形成是由（）、（）、（）和（）四个基本过程所组成。

2．在过冷奥氏体等温转变产物中，珠光体与屈氏体的主要相同点是（ ) ，不同点是（）。

3．用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈（）状，而下贝氏体则呈（）状。

4．与共析钢相比，非共析钢C 曲线的特征是（）。

5．马氏体的显微组织形态主要有（）、（）两种，其中（）的韧性较好。

6．钢的淬透性越高，则其C 曲线的位置越（），说明临界冷却速度越（）。

7．钢的热处理工艺是由（）、（）、（）三个阶段组成。

一般来讲，它不改变被处理工件的（），但却改变其（）。

8．利用Fe-Fe3C 相图确定钢完全退火的正常温度范围是（），它只适应于（）钢。

9．球化退火的主要目的是（），它主要适用于（）。

10．钢的正常淬火温度范围，对亚共析钢是（），对过共析钢是（）。

11．当钢中发生奥氏体向马氏体的转变时，原奥氏体中碳含量越高，则MS 点越( )，转变后的残余奥氏体量就越（）。

12．在正常淬火温度下，碳素钢中共析钢的临界冷却速度比亚共析钢和过共析钢的临界冷却速度都（）。

13．钢热处理确定其加热温度的依据是（），而确定过冷奥氏体冷却转变产物的依据是（）。

14．淬火钢进行回火的目的是（），回火温度越高，钢的硬度越（）。

15．钢在回火时的组织转变过程是由（）、（）、（）和（）四个阶段所组成。

16．化学热处理的基本过程包括（）、（）和（）三个阶段。

17．索氏体和回火索氏体在形态上的区别是（），在性能上的区别是（）。

18．参考铁碳合金相图，将45 号钢及T10 钢（已经过退火处理）的小试样经850 ℃ 加热后水冷、850 ℃ 加热后空冷、760 ℃ 加热后水冷、720 ℃ 加热后水冷等处理，把处理后的组织填入表3 -3 -1 。

二、不定项选择题1．钢在淬火后获得的马氏体组织的粗细主要取决于（）。

a．奥氏体的本质晶粒度 b．奥氏体的实际晶粒度c．奥氏体的起始晶粒度 d．奥氏体的最终晶粒度2．奥氏体向珠光体的转变是（）。

第四章钢的热处理一、名词概念解释1、再结晶、重结晶2、起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度3、奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体4、珠光体、索氏体、屈氏体、贝氏体、马氏体5、临界冷却速度6、退火、正火、淬火、回火7、调质处理8、淬透性、淬硬性二、思考题1、何谓热处理? 热处理有哪些基本类型? 举例说明热处理与你所学专业有何联系?2、加热时, 共析钢奥氏体的形成经历哪几个基本过程? 而亚共析钢和过共析钢奥氏体形成有什么主要特点?3、奥氏体形成速度受哪些因素影响?4、如何控制奥氏体晶粒大小?5、珠光体、贝氏体、马氏体组织各有哪几种基本类型? 它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点?6、何谓淬火临界冷却速度VK ? VK的大小受什么因素影响? 它与钢的淬透性有何关系?7、试述退火、正火、淬火、回火的目的, 熟悉它们在零件加工工艺路线中的位置。

8、正火与退火的主要区别是什么?生产中应如何选择正火及退火?9、常用的淬火方法有哪几种? 说明它们的主要特点及应用范围。

10、常用的淬火冷却介质有哪些? 说明其冷却特性、优缺点及应用范围。

11、为什么工件经淬火后往往会产生变形, 有的甚至开裂? 减少变形及防止开裂有哪些途径?12、常用的回火操作有哪几种? 指出各种回火操作得到的组织、性能及其应用范围。

三、填空题1、钢的热处理是通过钢在固态下＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿的操作来改变其＿＿＿＿＿＿＿, 从而获得所需性能的一种工艺。

2、钢在加热时P A的转变过程伴随着铁原子的＿＿＿＿＿＿, 因而是属于＿＿＿＿＿型相变。

3、加热时, 奥氏体的形成速度主要受到＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿的影响。

4、在钢的奥氏体化过程中, 钢的含碳量越高, 奥氏体化的速度越＿＿＿＿＿, 钢中含有合金元素时, 奥氏体化的温度要＿＿＿＿＿一些, 时间要＿＿＿＿＿一些。

5、珠光体、索氏体、屈氏体均属层片状的＿＿＿＿＿和＿＿＿＿的机械混合物, 其差别仅在于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

作业第六章钢的热处理一、名词解释1、钢的热处理—是采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却，以获得预期的组织结构与性能的工艺。

2、等温冷却转变—工件奥氏体化后，冷却到临界点以下的某一温度区间等温保持时，过冷奥氏体发生的相变。

3、连续冷却转变—工件奥氏体化后，以不同冷速连续冷却时过冷奥氏体发生的相变。

4、马氏体—碳或合金元素在α—Fe中的过饱和固溶体。

5、退火—将工件加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。

6、正火—工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺。

7、淬火—工件加热奥氏体化后，以适当方式冷却获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。

8、回火—工件淬硬后，加热到Ac1以下的某一温度，保持一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。

9、表面热处理—为了改变工件表面的组织和性能，仅对其表面进行热处理的工艺。

10、真空热处理—在低于一个大气压（10-1～10-3Pa）的环境中加热的热处理工艺。

11、渗碳—为了提高工件表面碳的质量分数，并在其中形成一定的碳含量梯度，将工件在渗碳介质中加热、保温，使碳原子渗入的化学热处理工艺。

12、渗氮—在一定温度下，与一定介质中，使氮原子渗入工件表面的化学热处理工艺。

二、填空题1、整体热处理分为退火、正火、淬火和回火等。

2、表面淬火的方法有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、接触电阻加热表面淬火、电解液表面淬火等。

3、化学热处理包括渗碳、渗氮、碳氮共渗和渗硼等。

4、热处理工艺过程由加热、保温和冷却三个阶段组成。

5、共析钢在等温转变过程中，其高温转变产物有： P(珠光体) 、 S(索氏体) 和 T(托氏体) 。

6、贝氏体分上贝氏体和下贝氏体两种。

7、淬火方法有：单液淬火、双液淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火等。

8、常用的退火方法有：完全退火、球化退火和去应力退火等。

9、常用的冷却介质有油、水、空气等。

10、常见的淬火缺陷有过热与过烧、氧化与脱碳、硬度不足与软点、变形与开裂等11、感应加热表面淬火，按电流频率的不同，可分为高频感应加热、中频感应加热和工频感应加热三种。

钢中常见组织之贝氏体贝氏体：bainite又称贝茵体。

钢中相形态之一。

钢过冷奥氏体的中温转变产物，α-Fe和Fe3C的复相组织。

贝氏体转变温度介于珠光体转变与马氏体转变之间。

贝氏体转变的基本特征：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：1，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。

2，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。

3，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。

4，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。