贝贝 氏氏 体体 转转 变变材料科学基础材料科学基础第八章第六节第八章第六节固态相变固态相变固态相变固态相变贝贝氏氏体体转转变变温温度度介介于于珠珠光光体体转转变变和和马马氏氏体体转转变变之之间间，又又称称为为中中温温转转变变，转转变变速速率远比马氏体转变低。率远比马氏体转变低。一、贝氏体的形态及晶体学一、贝氏体的形态及晶体学上贝氏体上贝氏体 下贝氏体下贝氏体粒状贝氏体粒状贝氏体 无碳化物贝氏体无碳化物贝氏体准贝氏体准贝氏体 柱状贝氏体柱状贝氏体反常贝氏体反常贝氏体固态相变固态相变概念：概念：贝氏体铁素体贝氏体铁素体贝氏体片贝氏体片1. 上贝氏体上贝氏体(B上上） 形形成成温温度度较较高高，多多在在奥奥氏氏体体晶晶界界成成核核，自自晶晶界界的的一一侧侧或或两两侧侧向向晶晶内内长长大大，呈呈羽羽毛毛状状特特征征。典典型型B上上的的贝贝氏氏体体铁铁素素体体的的惯惯习习面面为为111f，符合，符合K-S关系。关系。固态相变固态相变上贝氏体上贝氏体(B上上） 多多在在奥奥氏氏体体晶晶界界成成核核，自自晶晶界界的的一一侧侧或或两两侧向晶内长大，呈羽毛状特征。侧向晶内长大，呈羽毛状特征。固态相变固态相变2. 下贝氏体（下贝氏体（B下下) 针针状状或或片片状状贝贝氏氏体体铁铁素素体体内内分分布布呈呈一一定定角角度度排排列列的的-碳碳化化物物，各各下下贝贝氏氏体体之之间间都都有有一一定定的的交交角角，立立体体形形貌貌呈呈透透镜镜片片状状。亚亚结结构构为为位位错错，贝贝氏氏体体铁铁素素体体与与奥奥氏氏体体的的取取向向关关系系为为K-S关系关系,惯习面有惯习面有110f, 254f，569f等。等。固态相变固态相变3. 粒状贝氏体粒状贝氏体 一一般般是是在在稍稍高高于于上上贝贝氏氏体体的的形形成成温温度度下下形形成成，由由条条状状贝贝氏氏体体铁铁素素体体与与岛岛状状物物组组成成，岛岛状状物物多多为马氏体和奥氏体，称为马氏体和奥氏体，称M-A岛。岛。 固态相变固态相变粒状贝氏体：粒状贝氏体：贝氏体铁素体岛状物（贝氏体铁素体岛状物（M-A岛）岛） 固态相变固态相变4. 无碳化物贝氏体无碳化物贝氏体 在在上上贝贝氏氏体体转转变变区区的的上上部部温温度度范范围围内内形形成成, 为为一一组组大大致致平平行行的的贝贝氏氏体体铁铁素素体体条条，板板条条尺尺寸寸及间距较宽，条间夹有富碳奥氏体。及间距较宽，条间夹有富碳奥氏体。固态相变固态相变5. 准上贝氏体准上贝氏体 由由条条状状贝贝氏氏体体铁铁素素体体和和条条间间的的残残余余奥奥氏氏体体薄薄膜组成。膜组成。固态相变固态相变6. 准下贝氏体准下贝氏体 在其贝氏体铁素体内按一定角度排列着残在其贝氏体铁素体内按一定角度排列着残余奥氏体。余奥氏体。固态相变固态相变准下贝氏体准下贝氏体 在其贝氏体铁素体内按一定角度排列着残在其贝氏体铁素体内按一定角度排列着残余奥氏体。余奥氏体。残奥残奥固态相变固态相变将钢中可能出现的九种贝氏体归类将钢中可能出现的九种贝氏体归类以上贝氏体为代表：以上贝氏体为代表：无碳化物贝氏体、粒状贝氏体、反常贝氏体、无碳化物贝氏体、粒状贝氏体、反常贝氏体、准上贝氏体、上贝氏体；准上贝氏体、上贝氏体；以下贝氏体为代表：以下贝氏体为代表：柱状贝氏体、准下贝氏体、特殊下贝氏体、柱状贝氏体、准下贝氏体、特殊下贝氏体、下贝氏体。下贝氏体。1. 1. 高温范围的转变高温范围的转变在较高温度范围内，碳过饱和度较小，贝在较高温度范围内，碳过饱和度较小，贝氏体铁素体形成后，过饱和的碳可以通过氏体铁素体形成后，过饱和的碳可以通过界面迅速进入奥氏体，并迅速向纵深扩散。界面迅速进入奥氏体，并迅速向纵深扩散。若奥氏体的碳含量不高，不会析出碳化物，若奥氏体的碳含量不高，不会析出碳化物，于是得到贝氏体铁素体及碳富化的奥氏体，于是得到贝氏体铁素体及碳富化的奥氏体，即无碳化物贝氏体。即无碳化物贝氏体。固态相变固态相变二、贝氏体的形成过程二、贝氏体的形成过程2. 2. 中间温区的转变中间温区的转变界面附近的奥氏体中的碳含量将伴随着贝界面附近的奥氏体中的碳含量将伴随着贝氏体铁素体的生长而显著升高，当奥氏体氏体铁素体的生长而显著升高，当奥氏体中析出碳化物，形成羽毛状上贝氏体。中析出碳化物，形成羽毛状上贝氏体。固态相变固态相变3. 低温范围的转变低温范围的转变 初形成的贝氏体铁素体过饱和度较大，形初形成的贝氏体铁素体过饱和度较大，形态由板条状转变为凸透镜片状。态由板条状转变为凸透镜片状。1. 1. 贝氏体转变的热力学贝氏体转变的热力学贝氏体形成时应变能小于马氏体转变时的应贝氏体形成时应变能小于马氏体转变时的应变能，而大于珠光体转变时的应变能，贝氏变能，而大于珠光体转变时的应变能，贝氏体转变的上限温度体转变的上限温度B Bs s与与B B0 0之间的温度差小于之间的温度差小于T T0 0-M-Ms s，而大于，而大于A A1 1-A-Ar1r1。固态相变固态相变三、贝氏体转变的热力学和动力学三、贝氏体转变的热力学和动力学2. 2. 贝氏体转变动力学贝氏体转变动力学贝氏体等温转变不能进行到终了贝氏体等温转变不能进行到终了( (B B转变不完转变不完全性全性）。贝氏体转变是在中温区发生的，转）。贝氏体转变是在中温区发生的，转变依赖于碳原子的扩散。变依赖于碳原子的扩散。两大学派：两大学派：切变机制切变机制与与台阶机制台阶机制固态相变固态相变四、贝氏体转变的学术争论四、贝氏体转变的学术争论分歧包括：分歧包括： 1. 1. 贝氏体的定义贝氏体的定义切切变变学学派派认认为为, ,贝贝氏氏体体是是指指在在中中温温转转变变时时切切变变形形成成的的非非片片层层状状产产物物; ;台台阶阶派派认认为为, ,贝贝氏氏体体为为“共析分解共析分解的非片层状产物的非片层状产物”。固态相变固态相变3. 3. 贝氏体转变的机制贝氏体转变的机制2. 2. 贝氏体转变动力学贝氏体转变动力学1. 1. 贝氏体的强度贝氏体的强度下贝氏体中碳化物颗粒小、数量多、分布均下贝氏体中碳化物颗粒小、数量多、分布均匀，对合金强化的贡献较大；上贝氏体的强匀，对合金强化的贡献较大；上贝氏体的强度比下贝氏体的强度低。度比下贝氏体的强度低。固态相变固态相变五、贝氏体的力学性能五、贝氏体的力学性能2. 2. 贝氏体的韧性贝氏体的韧性上贝氏体中存在粗大碳化物，裂纹扩展迅速。上贝氏体中存在粗大碳化物，裂纹扩展迅速。下贝氏体的韧性比上贝氏体高得多。下贝氏体的韧性比上贝氏体高得多。