第十三章:贝氏体相变 钢中贝氏体是过冷奥氏体在中温区转变的产物,这由钢的冷却转变图(“C 曲线”或CCT曲线)得知。其转变温度位于珠光体温度和马氏体转变温度之间, 因此称为中温转变。这种转变的动力学特征和产物的组织形态,兼有扩散型转变 和非扩散型转变的特征,称为半扩散型相变。 一般将具有一定过饱和度的a相和Fe3C组成的非层状组织称为贝氏体。 §13-1贝氏体转变的热力学 钢中过冷奥氏体转变为贝氏 体,必须满足 △G=GB-Gy≤0 贝氏体转变属于半扩散型相 变,除新相表面能So外,还有母 相与新相比容不同产生的应变能 和维持两相共格关系的弹性应变 能EV,则贝氏体形成时系统自由 能也可以表示为 图13-1 △G=V4gn+S+V≤0 与马氏体相变比较,贝氏体转变时碳的扩散降低了α相的过饱和含碳量,弹 性应变能ε减小;碳的脱溶使贝氏体与奥氏体的比容差降低,相变时由于体积 变化引起的应变能减小,使α相的自由能降低,新相与母相自由能差ΔG增加, 相变驱动力增大,因此贝氏体转变开始温度Bs在Ms之上。 另外,与珠光体转变相比,贝氏体形成时α相的过饱和程度比珠光体α相的 过饱和程度大,新相与母相的弹性应变能ε比珠光体转变时的弹性应变能εV大, 贝氏体转变开始温度Bs在Ps之下。因此,贝氏体转变的开始温度介于M和Ps 之间。 §13-2贝氏体的组织形态 上贝氏体 图13-2 过饱和的平行条状a相和夹于α相条间的断续条状Fe3C的混合物。形状如 羽毛,又称羽毛状贝氏体。在原奥氏体晶界形核,沿晶界一侧或两侧向晶内长大 见图13-2。 (1)形成温度:中高碳钢350~550℃:又称高温贝氏体;形成温度低,α相条变薄, 碳化物弥散度增大,细化晶粒 (2)亚结构:位错缠解。比板条马氏体低2~3个数量级,形成温度越低,位错密 度越大。第十三章：贝氏体相变 钢中贝氏体是过冷奥氏体在中温区转变的产物，这由钢的冷却转变图(“C 曲线”或 CCT 曲线)得知。其转变温度位于珠光体温度和马氏体转变温度之间， 因此称为中温转变。这种转变的动力学特征和产物的组织形态，兼有扩散型转变 和非扩散型转变的特征，称为半扩散型相变。 一般将具有一定过饱和度的 α 相和 Fe3C 组成的非层状组织称为贝氏体。 §13-1 贝氏体转变的热力学 钢中过冷奥氏体转变为贝氏 体，必须满足： ΔG=GB-Gγ≤0 贝氏体转变属于半扩散型相 变，除新相表面能 Sσ 外，还有母 相与新相比容不同产生的应变能 和维持两相共格关系的弹性应变 能 εV，则贝氏体形成时系统自由 能也可以表示为： ΔG=VΔgv+Sσ+εV≤0 与马氏体相变比较，贝氏体转变时碳的扩散降低了 α 相的过饱和含碳量，弹 性应变能 εV 减小；碳的脱溶使贝氏体与奥氏体的比容差降低，相变时由于体积 变化引起的应变能减小，使 α 相的自由能降低，新相与母相自由能差 ΔG 增加， 相变驱动力增大，因此贝氏体转变开始温度 Bs 在 Ms 之上。 另外，与珠光体转变相比，贝氏体形成时 α 相的过饱和程度比珠光体 α 相的 过饱和程度大，新相与母相的弹性应变能εV比珠光体转变时的弹性应变能εV大， 贝氏体转变开始温度 Bs 在 Ps 之下。因此，贝氏体转变的开始温度介于 Ms 和 Ps 之间。 §13-2 贝氏体的组织形态 一、上贝氏体 过饱和的平行条状 α 相和夹于 α 相条间的断续条状 Fe3C 的混合物。形状如 羽毛，又称羽毛状贝氏体。在原奥氏体晶界形核，沿晶界一侧或两侧向晶内长大。 见图 13-2。 (1)形成温度：中高碳钢 350~550℃；又称高温贝氏体；形成温度低，α 相条变薄， 碳化物弥散度增大，细化晶粒。 (2)亚结构：位错缠解。比板条马氏体低 2~3 个数量级，形成温度越低，位错密 度越大。 G Ms T0 B0 T 图 13-1 Gp GB Gα′ Gγ Bs Ar1A1 图 13-2