贝氏体转变的说明.ppt

在在珠珠光光体体转转变变与与马马氏氏体体转转变变温温度度范范围围之之间间，过过冷冷奥奥氏氏体体将将按按另另一一种种转转变变机机制制转转变变。由由于于这这一一转转变变在在中中间间温温度度范范围围内内发发生生，故故被被称称为为中中温温转转变变。在在此此温温度度范范围围内内，铁铁原原子子已已难难以以扩扩散散，而而碳碳原原子子还还能能进进行行扩扩散散，这这就就决决定定了了这这一一转转变变既既不不同同于于铁铁原原子子也也能能扩扩散散的的珠珠光光体体转转变变以以及及碳碳原原子子也也基基本本上上不不能能扩扩散散的的马马氏氏体体转转变变。为为纪纪念念美美国国著著名名冶冶金金学学家家BainBain，此此转转变变被被命命名名为为贝贝氏体转变，转变所得产物则被称为贝氏体。氏体转变，转变所得产物则被称为贝氏体。英文名称英文名称BainiteBainite，用，用B B表示表示1 14 4 贝氏体转变贝氏体转变一、贝氏体转变的基本特征一、贝氏体转变的基本特征（一）贝氏体转变温度范围（一）贝氏体转变温度范围 贝氏体转变也有一个上限贝氏体转变也有一个上限Bs点，也有一个下限温点，也有一个下限温度度Bf点，点，Bf与与Ms无关。无关。（二）贝氏体转变产物（二）贝氏体转变产物 也也是是由由相相与与碳碳化化物物组组成成的的机机械械混混合合物物，但但与与珠珠光光体体不不同同，不不是是层层片片状状组组织织，且且组组织织形形态态与与转转变变温温度度密密切切相相关关，其其中中包包括括相相的的形形态态、大大小小以以及及碳碳化化物物的的类类型型及分布等均随转变温度而异。及分布等均随转变温度而异。（三）贝氏体转变动力学（三）贝氏体转变动力学 贝贝氏氏体体转转变变也也是是一一个个形形核核长长大大过过程程，可可以以等等温温形形成成，也也可可以以连连续续冷冷却却形形成成，等等温温形形成成需需要要孕孕育育期期，等等温转变动力学曲线具有温转变动力学曲线具有S形，等温形成图也呈形，等温形成图也呈C字形。字形。（四）贝氏体转变的不完全性（四）贝氏体转变的不完全性 贝贝氏氏体体转转变变一一般般不不能能进进行行到到底底，通通常常随随转转变变温温度度的的升升高高，转转变变的的不不完完全全程程度度增增大大，即即转转变变具具有有自自制制性性，在在等温时有可能出现二次珠光体转变。等温时有可能出现二次珠光体转变。（五）贝氏体转变的扩散性（五）贝氏体转变的扩散性 贝贝氏氏体体转转变变过过程程中中存存在在有有原原子子的的扩扩散散，但但只只有有碳碳原原子的扩散，而子的扩散，而Fe及合金元素的原子均不发生扩散。及合金元素的原子均不发生扩散。（六）贝氏体转变晶体学特征（六）贝氏体转变晶体学特征 贝贝氏氏体体中中F形形成成时时也也能能产产生生表表面面浮浮凸凸，这这说说明明F在在形形成成时时同同样样与与母母相相的的宏宏观观切切变变有有关关，母母相相与与新新相相之之间间维维持持第第二二共共格格关关系系。但但所所产产生生的的表表面面浮浮凸凸与与马马氏氏体体形形成成所所产产生的表面浮凸不同，马氏体是生的表面浮凸不同，马氏体是N形的，贝氏体为形的，贝氏体为V形的。形的。（七）贝氏体中（七）贝氏体中F F的碳含量的碳含量 贝贝氏氏体体中中F的的碳碳含含量量也也是是过过饱饱和和的的，且且随随转转变变温温度度的的降降低过饱和程度增大。低过饱和程度增大。二、贝氏体的组织形态和晶体学二、贝氏体的组织形态和晶体学一、无碳化物贝氏体一、无碳化物贝氏体1 1、形成温度范围、形成温度范围 在在B转变的最高温度范围内形成。转变的最高温度范围内形成。2 2、组织形态、组织形态 是是一一种种单单相相组组织织，由由大大致致平平行行的的F板板条条组组成成，F板板条条自自A晶晶界界形形成成，成成束束地地向向一一侧侧晶晶粒粒内内长长大大，在在F板板条条之之间间为为富富碳碳的的A。F板板条条较较宽宽、间间距距较较大大，随随转转变温度下降，变温度下降，F板条变窄、间距缩小。板条变窄、间距缩小。富富碳碳的的A在在随随后后的的冷冷却却过过程程中中可可能能转转变变为为P、B、M或保持不变。所以说无碳化物贝氏体不能单独存在。或保持不变。所以说无碳化物贝氏体不能单独存在。3 3、晶体学特征及亚结构、晶体学特征及亚结构 惯惯习习面面为为111，位位向向关关系系为为KS关关系系；F内内有有一一定定数量的位错。数量的位错。（二）上贝氏体（二）上贝氏体1 1、形成温度范围、形成温度范围 在在B转转变变区区的的较较高高温温度度范范围围内内形形成成，对对于于中中、高高碳碳钢钢约约在在350550范范围围内内形形成成，所所以以上上贝贝氏氏体体也也称称高高温温贝贝氏氏体。体。2 2、组织形态、组织形态 上上贝贝氏氏体体是是一一种种两两相相组组织织，是是由由相相和和渗渗碳碳体体组组成成的的，成成束束的的大大致致平平行行的的相相板板条条自自A晶晶粒粒晶晶界界的的一一侧侧或或两两侧侧向向A晶晶粒粒内内部部长长大大，渗渗碳碳体体（有有时时还还有有残残余余A）分分布布于于相相板条之间，整体看呈羽毛状。板条之间，整体看呈羽毛状。影响组织形态的因素影响组织形态的因素 C%C%：随随钢钢中中碳碳含含量量的的增增加加，上上贝贝氏氏体体中中的的相相板板条条更更多多、更更薄薄，Cem的的形形态态由由粒粒状状、链链球球状状而而成成为为短短杆杆状状，Cem数数量量增增多多，不不但但分分布布于于相相之之间间，而而且且可可能分布于各能分布于各相内部。相内部。形形成成温温度度：随随形形成成温温度度的的降降低低，相相变变薄薄，渗渗碳碳体更小，且更密集。体更小，且更密集。3 3、晶体学特征及亚结构、晶体学特征及亚结构 F的惯习面为的惯习面为111，位向关系接近于，位向关系接近于KS关系关系 亚结构为位错，位错密度较高，能形成缠结。亚结构为位错，位错密度较高，能形成缠结。（三）下贝氏体（三）下贝氏体1 1、形成温度范围、形成温度范围 一般在一般在350 Ms之间的低温区。之间的低温区。2 2、组织形态、组织形态 也也是是一一种种两两相相组组织织，由由相相与与碳碳化化物物组组成成。相相的的立立体体形形态态呈呈片片状状（或或透透镜镜片片状状），在在光光学学显显微微镜镜下下呈呈针针状状，与与片片状状M相相似似。形形核核部部位位大大多多在在A晶晶界界上上，也也有有相相当当数数量量位位于于A晶晶内内，碳碳化化物物为为Cem或或-碳碳化化物物，碳碳化化物物呈呈细细片片状状或或颗颗粒粒状状，排排列列成成行行，约约以以5560角角度度与与下下贝贝氏氏体体的的长长轴轴相相交交，并并且且仅仅分分布布在在F片片内内部部。钢钢的的化化学学成成份份、A晶晶粒粒度度和和均均匀匀化化程程度度对对下下贝贝氏氏体体的的组组织形态影响较小。织形态影响较小。3 3、晶晶体体学学特特征征及及亚亚结结构构 下下贝贝氏氏体体中中相相与与A之之间间的的位位向向关关系系为为KS关关系系，惯惯习习面面不不确确定定，110、254 及及569。亚亚结结构构为为位位错错无无孪孪晶晶，相相中中碳碳的的含含量量是是过过饱饱和和的的，随随转转变变温温度度降降低低，过过饱饱和程度增大。和程度增大。（四）粒状贝氏体（四）粒状贝氏体 是是1957年年由由Habraken首首先先确确定定的的。主主要要是是在在低低碳碳和和中中碳碳合合金金钢钢中中以以一一定定的的速速度度连连续续冷冷却却后后获获得得的的，如如正正火火、热热轧轧后后的的空空冷冷、焊焊缝缝的的热热影影响响区区中中等等。后后来来的的研研究究，发发现现等等温温也也可可以以形形成成，形形成温度稍高于上贝氏体的形成温度。成温度稍高于上贝氏体的形成温度。其其组组织织是是由由F和和富富碳碳的的A组组成成。F呈呈块块状状（由由F针针片片组组成成），而而富富碳碳的的A呈呈条条状状在在F基基体体上上呈呈不不连连续续分分布布。F的的C%很很低低，接接近近平平衡衡状状态态，而而A的的C%确很高。确很高。富富碳碳的的A由由于于冷冷却却条条件件和和其其稳稳定定性性的的不不同同，在在随随后后的的冷冷却却过过程程中中，可可能能发发生生以以下下三三种种不不同同的的转变情况：转变情况：1 1、部分或全部分解为、部分或全部分解为F F和碳化物；和碳化物；2 2、可可能能部部分分转转变变为为MM，C%C%很很高高，属属于于孪孪晶晶片片状状MM，MM和和残残余余A A统统称称为为“MMA A”组组成成物物或或“MMA A”组织；组织；3 3、可能全部保留下来。、可能全部保留下来。（五）反常贝氏体（五）反常贝氏体 在在过过共共析析钢钢中中可可以以见见到到，形形成成温温度度在在350 稍稍上上，F夹夹在在两两片片Cem中中间间的组织形态。的组织形态。（六）柱状贝氏体（六）柱状贝氏体 一一般般在在高高碳碳碳碳素素钢钢或或高高碳碳中中合合金金钢钢中中当当温温度度处处于于下下贝贝氏氏体体形形成成温温度度范范围围时时出出现现，F呈呈放放射射状状，碳碳化物分布在化物分布在F内部，形成时不产生表面浮凸。内部，形成时不产生表面浮凸。（七）（七）B B、B B、B B 日日本本的的大大森森在在研研究究低低碳碳低低合合金金高高强强时时发发现现，在在某某些些钢钢中中的的贝贝氏氏体体可可以以明明显显地地分分为为三三类类，分分别别把把这这三三类类B称称为为第第一一类类、第第二二类类和和第第三三类类贝贝氏氏体体，并并用用B、B、B分别表示。分别表示。B B约在约在600500600500之间形成，无碳化物析出；之间形成，无碳化物析出；B B约在约在500450500450之间形成，碳化物在之间形成，碳化物在F F之间析出；之间析出；B B约在约在450Ms450Ms之间形成，碳化物分布在之间形成，碳化物分布在F F内部。内部。三、贝氏体转变动力学三、贝氏体转变动力学（一）贝氏体等温转变动力学（一）贝氏体等温转变动力学1 1、贝氏体转变动力学的特点、贝氏体转变动力学的特点（1）贝氏体转变速度比马氏体转变速度慢很多）贝氏体转变速度比马氏体转变速度慢很多原原 因因：一一般般认认为为B长长大大速速度度受受碳碳原原子子从从F中中脱脱溶溶速速度控制。度控制。（2）贝氏体转变的不完全性）贝氏体转变的不完全性 一一般般B转转变变量量随随温温度度降降低低最最大大转转变变量量增增加加。通通常常有有两两种种情情况况：一一是是温温度度低低于于某某一一温温度度，A可可全全部部转转变为变为B，二是等温温度很低时也不能完全转变。，二是等温温度很低时也不能完全转变。残留下来的残留下来的A A可能发生下列变化：可能发生下列变化：1）一直保持不变；）一直保持不变；2）当当转转变变温温度度较较高高时时发发生生二二次次珠珠光光体体转转变变，甚甚至至到到A全部转变。全部转变。（3）可能与珠光体和马氏体转变重叠）可能与珠光体和马氏体转变重叠1）与珠光体转变重叠：）与珠光体转变重叠：P转变在先，转变在先，B转变在后；转变在后；2）与与马马氏氏体体转转变变重重叠叠：当当Ms较较高高时时，在在Ms以以下下可可先形成一定数量的先形成一定数量的M，而后发生，而后发生B转变。转变。2 2、贝氏体等温形成、贝氏体等温形成 图图 与与P转转变变相相同同，B的的等等温温动动力力学学曲曲线线也也具具有有S形形，但但B等等温温转转变变不不能能进进行行到到底底。等等温温温温度度愈愈高高，愈愈接接近近Bs点，等温转变量愈少。点，等温转变量愈少。B转转变变的的等等温温形形成成图图也也具具有有C字字形形，在在Bs温温度度以以下下随随等等温温温温度度降降低低，孕孕育育期期先先增增后后减减具具有有一一个个鼻鼻子子，对对于于碳碳钢钢，由由于于P转转变变与与B转转变变C曲曲线线重重叠叠在在一一起起，因因此此合合并成一个并成一个C曲线。曲线。（二）贝氏体转变时碳的扩散（二）贝氏体转变时碳的扩散1 1、奥氏体中碳的扩散、奥氏体中碳的扩散 B转转变变是是在在碳碳原原子子还还能能扩扩散散的的中中温温范范围围内内发发生生的的，为为了了在在A中中形形成成低低碳碳的的F，C必必将将在在A中中偏偏聚聚。当当A的的碳碳含含量量超超过过其其溶溶解解度度时时（ES及及其其处处长长线线），碳碳将将以以碳碳化化物物的形式自的形式自A中析出，而使中析出，而使A的的C%降低。降低。在在B转转变变过过程程中中A的的C%有有可可能能升升高高，也也有有可可能能降降低低，具体情况取决于具体情况取决于A的成份及转变温度而定。的成份及转变温度而定。2 2、贝氏体中铁素体内碳的扩散、贝氏体中铁素体内碳的扩散 F形形成成初初期期C含含量量是是过过饱饱和和的的，而而B转转变变温温度度范范围围较较M转转变变高高，故故B中中F在在形形成成后后必必然然要要发发生生分分解解，以以碳碳化化物物的的形形式式由由B中中的的F内内析析出出过过饱饱和和的的碳碳，从从而而使使F的的C%下降。下降。（三三）影影响响贝贝氏氏体体转转变变动力学的因素动力学的因素1 1、碳含量、碳含量规规 律律：随随A中中碳碳含含量量的的增加，增加，B转变速度下降。转变速度下降。原原 因因：C含含量量高高时时，形形成成F核核心心，较较困困难难，而而从从F中中向向外外排排出出碳碳的的数数量量增增多多，从从而而增增加加了了B的的形形成成时间。时间。2 2、合金元素、合金元素 凡凡是是降降低低C扩扩散散速速度度、阻阻碍碍F共共格格长长大大、阻阻碍碍碳碳化化物物形形成成的的元元素素，都都使使B转转变变速速度度下下降降。因因此此，除除Co、Al以以外外所所有有合合金金元元素素都都降降低低B转转变变速速度度，使使B转转变变的的C曲曲线线右右移移，但但作作用用不不如如C显显著著，同同时时也也使使贝贝氏氏体体转转变变温温度度范范围下降，从而使珠光体与贝氏体转变的围下降，从而使珠光体与贝氏体转变的C曲线分开。曲线分开。3 3、奥奥氏氏体体晶晶粒粒大大小小和奥氏体化温度和奥氏体化温度A A晶晶粒粒大大小小：随随A晶晶粒粒增增大大，B转转变变孕孕期期延延长长转转变变速速度度下下降降。其其原原因因是是由由于于晶晶粒粒大大晶晶界界面面积积小小，形形成成F核核心心的的几几率率小小，同同时时碳碳的的扩扩散距离长。散距离长。A A化化温温度度：A化化温温度度高高，晶晶粒粒粗粗大大，成成份份均均匀匀，贫贫碳碳区区少少，这这都都影影响响F的的形形核核，使使B转转变变的的孕孕育育期期延延长长，转转变变速速度度下降。下降。4 4、应力的影响、应力的影响 拉拉应应力力使使B转转变变速速度度增增加加，尤尤其其对对下下B更更显显著著。压压应力的作用不清楚。应力的作用不清楚。5 5、塑性变形、塑性变形（1）在在较较高高温温度度（1000800 ）范范围围内内对对A进进行行塑塑性性变变形形，将将使使A向向B转转变变的的孕孕育育期期增增长长，转转变变速速度度下下降降，转变的不完全程度增大。转变的不完全程度增大。原原因因：一一方方面面变变形形使使A中中的的缺缺陷陷密密度度增增加加，有有利利于于C原原子子的的扩扩散散，有有利利于于B转转变变的的进进行行；而而另另一一方方面面，A形形变变后后会会产产生生多多边边化化亚亚结结构构，这这对对B中中F的的共共格格生生长长是是不不利利的。通常以后者的作用为主。的。通常以后者的作用为主。（2）在在较较低低温温度度（350300）范范围围内内对对A 进进行行塑塑性性变形将加速变形将加速B的形成。的形成。原原 因因：A晶晶体体缺缺陷陷密密度度更更大大，促促进进C的的扩扩散散，并并且且形形变变会会使使A中中的的应应力力增增加加，有有利利于于B中中F按按M型型转转变变机机制制形形成成，结果使结果使B转变速度加快。转变速度加快。6 6、冷却在不同温度下停留、冷却在不同温度下停留（1）在在P与与B转转变变区区之之间间的的亚亚稳稳定定区区域域内内停停留留会会加加速速随随后的后的B转变。转变。原因：原因：停留过程中停留过程中A析出碳氮化物，降低了析出碳氮化物，降低了A的稳定性。的稳定性。（2）在在高高温温区区先先进进行行部部份份上上B转转变变，将将会会使使低低温温区区下下B的转变速度降低，孕育期处长，不完全程度增大。的转变速度降低，孕育期处长，不完全程度增大。原因：原因：可能是一种可能是一种A的稳定化现象，还不十分清楚。的稳定化现象，还不十分清楚。（3）先先在在低低温温区区形形成成少少量量M或或下下B，将将促促进进后后续续高高温温区区的的B形成，转变速度加快。形成，转变速度加快。原原因因：可可能能是是因因为为在在较较低低温温度度下下进进行行部部份份M和和下下B转转变变时时，所所产产生生的的应应力力会会促促进进以以后后在在较较高高温温度度下下进进行行B转变的晶核的形成。转变的晶核的形成。四、贝氏体转变热力学及转变机制四、贝氏体转变热力学及转变机制（一）贝氏体转变热力学（一）贝氏体转变热力学 B转转变变是是通通过过形形核核与与长长大大过过程程进进行行的的，转转变变时时的的领领先先相相是是通通过过形形核核与与长长大大进进行行的的；转转变变时时的的领领先先相相是是铁铁素素体体；转转变变过过程程中中有有碳碳原原子子的的扩扩散散，转转变变的的驱驱动动力力同同样样是是新旧两相之间的体积自由能之差。新旧两相之间的体积自由能之差。G=GG=GV V+G+GD D+G+GS S+G+GE E1 1、恩菌假说、恩菌假说 由由于于贫贫碳碳造造成成Ms升升高高而而使使B转转变变可可以以在在原原Ms温温度度以以上上的的温温度度下下发发生生。认认为为A在在没没转转变变为为M之之前前已已经经发发生生了了C原原子子的的扩扩散散再再分分布布，形形成成了了富富碳碳A区区和和贫贫碳碳A区区，在在贫贫碳碳A区区，由由于于C%低低，而而引引起起Ms点点升升高高，而而含含碳碳高高的的富富碳碳A区区的的Ms则则降降低低。因因此此，在在等等温温过过程程中中贫贫碳碳A达达到到了了Ms点点温温度度则则转转变变为为M，而而M再再分分解解为为低低C的的F和和碳碳化化物物所所组组成成的的B。而而富富碳碳的的A在在等等温温过过程程中中，由由于于C含含量量高高而而析析出出碳碳化化物物变变成成贫贫碳碳的的A，然然后后再再转转变变为为M，该该M在在等等温温度度过过程程中进一步分解为中进一步分解为B。2 2、柯俊热力学说、柯俊热力学说 相变时自由能的变化：相变时自由能的变化：G=GG=GV V+G+GD D+G+GS S+G+GE E 从从上上式式来来看看，M相相变变可可以以发发生生的的条条件件是是G0，但但由由于于M相相变变的的热热滞滞较较大大，所所以以M相相变变只只能能在在Ms以以下的温度才能发生。下的温度才能发生。如如果果在在转转变变过过程程中中，能能使使Gv升升高高（即即绝绝对对值值增增大大）使使Ge（弹弹性性应应变变能能）降降低低，可可以以使使G降降低低，从而使从而使M形的相变可以在形的相变可以在Ms以上发生。以上发生。在在B转转变变过过程程中中，伴伴随随着着碳碳原原子子的的扩扩散散，从从而而降降低低了了B中中的的F的的碳碳含含量量，使使F的的自自由由能能降降低低，引引起起Gv升升高高，同同时时B与与A之之间间的的比比溶溶差差较较小小，使使体体积积变变化化产产生生的的应应变变能能减减小小。形形成成温温度度高高，长长大大速速度度慢慢，A强强度度低低，使使A塑塑变变和和共共格格界界面面移移动动克克服服的的阻阻力力减减小小，这这些些都都引引起起Ge减减小小，使使B转转变变可可以以在在Ms以以上上的的温温度度下下进进行行，即即Bs高高于于Ms。（二）贝氏体转变的切变机制（二）贝氏体转变的切变机制 贝贝氏氏体体转转变变包包括括贝贝氏氏体体铁铁素素体体的的形形成成以以及及碳碳化化物物的的析析出出。长长期期以以来来，围围绕绕着着这这两两个个问问题题进进行行着着争争论论。在争论中最主要的是切变机制与台阶机制之争。在争论中最主要的是切变机制与台阶机制之争。1 1、切变机制、切变机制 柯柯俊俊最最先先发发现现贝贝氏氏体体转转变变与与马马氏氏体体转转变变一一样样，在在形形成成贝贝氏氏体体铁铁素素体体时时也也能能在在抛抛光光表表面面引引起起浮浮凸凸，以以后后又又得得出出形形成成魏魏氏氏铁铁素素体体时时也也能能引引起起浮浮凸凸。据据此此，认认为为魏魏氏氏铁铁素素体体即即贝贝氏氏体体铁铁素素体体，贝贝氏氏体体铁铁素素体体与与马马氏氏体体一一样样，也也是是通通过过切切变变机机制制形形成成的的，由由于于贝贝氏氏体体转转变变时时碳碳原原子子尚尚能能扩扩散散，这这就就导导致致贝贝氏氏体体转转变变与与马马氏氏体体转转变变的不同以及贝氏体组织的多样性。的不同以及贝氏体组织的多样性。（1 1）高温范围的转变（无碳化物贝氏体）高温范围的转变（无碳化物贝氏体）由由于于温温度度高高，初初形形成成的的铁铁素素体体的的过过饱饱和和度度很很小小，且且碳碳在在铁铁素素体体和和奥奥氏氏体体中中的的扩扩散散能能力力均均很很强强。在在贝贝氏氏体体铁铁素素体体形形成成后后，铁铁素素体体中中过过饱饱和和的的碳碳可可以以通通过过界界面面很很快快进进入入奥奥氏氏体体而而使使铁铁素素体体的的碳碳含含量量降降低低到到平平衡衡浓浓度度。通通过过界界面面进进入入奥奥氏氏体体的的碳碳也也能能很很快快地地向向奥奥氏氏体体纵纵深深扩扩散散，使使奥奥氏氏体体的的碳碳含含量量都都得得到到提提高高而而不不致致集集聚聚在在界界面面附附近近。如如果果奥奥氏氏体体的的含含碳碳量量并并不不高高，不不会会因因为为贝贝氏氏体体铁铁素素体体的的形形成成而而析析出出碳碳化化物物，因因此此得得到到的的是是贝贝氏氏体体铁铁素素体体及及碳碳富富化化了了的的奥奥氏氏体体，即即无无碳碳化化物物贝贝氏氏体体，也也包包括魏氏铁素体在内。括魏氏铁素体在内。（2 2）中温范围的转变（上贝氏体）中温范围的转变（上贝氏体）在在350550的的中中间间温温度度范范围围内内转转变变时时，转转变变初初期期与与高高温温范范围围的的转转变变基基本本一一样样。但但此此时时的的温温度度已已比比较较低低，碳碳在在奥奥氏氏体体中中的的扩扩散散已已变变得得困困难难，通通过过界界面面由由贝贝氏氏体体铁铁素素体体扩扩散散进进入入奥奥氏氏体体中中的的碳碳原原子子已已不不可可能能进进一一步步向向奥奥氏氏体体纵纵深深扩扩散散，尤尤其其是是板板条条铁铁素素体体束束两两相相邻邻铁铁素素体体条条之之间间的的奥奥氏氏体体中中的的碳碳更更不不可可能能向向外外扩扩散散。故故界界面面附附近近的的奥奥氏氏体体，尤尤其其是是两两铁铁素素体体条条之之间间的的奥奥氏氏体体中中的的碳碳将将随随贝贝氏氏体体铁铁素素体体的的长长大大而而显显著著升升高高，当当超超过过奥奥氏氏体体溶溶解解度度极极限限时时，将将自自奥奥氏氏体体中中析析出出碳碳化化物物而而形形成成羽毛状的上贝氏体。羽毛状的上贝氏体。（3 3）低温范围的转变（下贝氏体）低温范围的转变（下贝氏体）在在350以以下下转转变变与与上上述述转转变变有有较较大大的的差差异异。由由于于温温度度低低，初初形形成成的的铁铁素素体体的的碳碳含含量量高高，故故贝贝氏氏体体铁铁素素的的形形态态已已由由板板条条状状转转变变为为透透镜镜片片状状。此此时时，不不仅仅碳碳原原子子已已难难以以在在奥奥氏氏体体中中扩扩散散，就就是是在在铁铁素素体体中中也也难难以以作作较较长长距距离离的的扩扩散散，而而贝贝氏氏体体铁铁素素中中的的过过饱饱和和度度又又很很大大。而而碳碳原原子子又又不不能能通通过过界界面面进进入入奥奥氏氏体体，只只能能以以碳碳化化物物的的形形式式在在贝贝氏氏体体铁铁素素体体内内部部析析出出。随随着着碳碳的的析析出出，贝贝氏氏体体铁铁素素体体的的自自由由能能将将下下降降以以及及比比容容的的缩缩小小所所导导致致的的弹弹性性应应变变能能的的下下降降，将将使使已已形形成成的的贝贝氏氏体体铁铁素素片片进进一步长大，得到下贝氏体组织。一步长大，得到下贝氏体组织。（4 4）粒状贝氏体的形成）粒状贝氏体的形成 一一般般认认为为在在某某些些低低碳碳钢钢中中出出现现的的粒粒状状贝贝氏氏体体是是由由无无碳碳化化物物贝贝氏氏体体演演变变而而来来的的。当当无无碳碳化化物物贝贝氏氏体体针针长长大大到到彼彼此此汇汇合合时时，剩剩下下的的小小岛岛状状奥奥氏氏体体便便为为铁铁素素体体所所包包围围沿沿铁铁素素体体条条间间呈呈条条状状断断续续分分布布。因因钢钢碳碳含含量量较较低低，剩剩余余奥奥氏氏体体的的碳碳含含量量也也不不超超过过其其溶溶解解度度极极限限，故故不不会会析析出出碳碳化化物物，这这就就形形成成了了粒粒状状贝贝氏氏体。体。（5 5）贝氏体的亚基元）贝氏体的亚基元（6 6）切变机制存在的问题）切变机制存在的问题1）为为什什么么贝贝氏氏体体转转变变所所引引起起的的浮浮凸凸不不同同于于马马氏氏体体所所引引起的浮凸。起的浮凸。2）为为什什么么贝贝氏氏体体铁铁素素体体与与奥奥氏氏体体之之间间的的晶晶体体学学位位向向关关系不同于马氏体与奥氏体之间的位向关系。系不同于马氏体与奥氏体之间的位向关系。3）为什么透镜片状贝氏体铁素体中没有孪晶。）为什么透镜片状贝氏体铁素体中没有孪晶。4）为为什什么么下下贝贝氏氏体体中中的的碳碳化化物物的的分分布布与与回回火火马马氏氏体体中中碳化物分布明显不同。碳化物分布明显不同。5）按按切切变变机机制制，贝贝氏氏体体铁铁素素体体应应是是片片状状，但但为为什什么么上上贝氏体铁素体接近针状。贝氏体铁素体接近针状。（三三）贝贝氏氏体体转转变变的台阶机制的台阶机制 Aaronson等等人人强强调调贝贝氏氏体体是是非非层层状状共共析析反反应应产产物物，亦亦即即贝贝氏氏体体转转变变是是一一种种特特殊殊的的共共析析反反应应。他他们们认认为为，贝贝氏氏体体转转变变与与珠珠光光体体转转变变或或马马氏氏体体转转变变不不同同，是是通通过过台台阶阶机制长大的。机制长大的。台台阶阶的的水水平平面面为为-的的半半共共格格界界面面，界界面面两两侧侧的的与与有有一一定定的的位位向向关关系系，在在半半共共界界面面上上存存在在着着柏柏氏氏矢矢量量与与界界面面平平行行的的刃刃型型位位错错。界界面面由由位位错错和和台台阶阶组组织织成成。台台阶阶的的端端面面为为非非共共格格界界面面。这这样样的的界界面面活活动动能能力力很很高高，易易于于向向侧侧面面移移动动，从从而而使使水水平面向上推移。平面向上推移。内内内内 容容容容 珠光体转变珠光体转变珠光体转变珠光体转变贝氏体转变贝氏体转变贝氏体转变贝氏体转变马氏体转变马氏体转变马氏体转变马氏体转变温度范围温度范围温度范围温度范围 高温高温高温高温中温中温中温中温低温低温低温低温转变上限温度转变上限温度转变上限温度转变上限温度 A A1 1B BS SMMS S领先相领先相领先相领先相渗碳体或铁素体渗碳体或铁素体渗碳体或铁素体渗碳体或铁素体铁素体铁素体铁素体铁素体形核部位形核部位形核部位形核部位奥氏体晶界奥氏体晶界奥氏体晶界奥氏体晶界上贝氏体在晶界上贝氏体在晶界上贝氏体在晶界上贝氏体在晶界下贝氏体大多在晶下贝氏体大多在晶下贝氏体大多在晶下贝氏体大多在晶内内内内转变时点阵切变转变时点阵切变转变时点阵切变转变时点阵切变无无无无？有有有有碳原子的扩散碳原子的扩散碳原子的扩散碳原子的扩散有有有有有有有有基本上无基本上无基本上无基本上无铁及合金元素原子的扩散铁及合金元素原子的扩散铁及合金元素原子的扩散铁及合金元素原子的扩散有有有有无无无无无无无无等温转变完全性等温转变完全性等温转变完全性等温转变完全性完全完全完全完全视转变温度定视转变温度定视转变温度定视转变温度定不完全不完全不完全不完全转变产物转变产物转变产物转变产物+Fe3C+Fe3C+Fe3C(+Fe3C()珠光体、贝氏体、马氏体转变主要特征珠光体、贝氏体、马氏体转变主要特征五、贝氏体的力学性能五、贝氏体的力学性能 贝贝氏氏体体的的力力学学性性能能决决定定于于其其组组织织形形态态。但但组组织织和和性性能能又又受受多多种种因因素素影影响响，所所以以对对贝贝氏氏体体来来说说在在组组织织和和性性能能之之间间还还很很难难建建立立起起定定量量的的关关系系，仅仅能能定定性性的的说说明明与与两者之间的关系。两者之间的关系。一一般般来来说说，下下贝贝氏氏体体的的强强度度较较高高，韧韧性性也也较较好好，而而上上贝贝氏氏体体的的强强度低，韧性差。度低，韧性差。（一一）贝贝氏氏体体的的强强度度（硬度）（硬度）影影响响贝贝氏氏体体强强度度的的因素有：因素有：1 1、贝贝氏氏体体铁铁素素体体条条或或片的粗细片的粗细 如如果果将将贝贝氏氏体体条条（片片）的的大大小小看看作作是是贝贝氏氏体体的的晶晶粒粒，则则可可用用Hall-Petch的的关关系系式式估估算算贝贝氏氏体体的的强强度度。即即贝贝氏氏体体铁铁素素体体的的晶晶粒粒直直径径越细小，则其强度越高。越细小，则其强度越高。2 2、弥散碳化物质点、弥散碳化物质点 下下贝贝氏氏体体中中碳碳化化物物颗颗粒粒较较小小，颗颗粒粒数数量量也也较较多多，所所以以碳碳化化物物对对下下贝贝氏氏体体强强度度的的贡贡献献也也较较大大；而而上上贝贝氏氏体体中中碳碳化化物物颗颗粒粒较较粗粗，且且分分布布在在铁铁素素条条间间，分分布布极极不不均均匀匀，所以上贝氏体的强度要比下贝氏体低得多。所以上贝氏体的强度要比下贝氏体低得多。3 3、其它因素的强化作用、其它因素的强化作用 对对贝贝氏氏体体的的强强化化，铁铁素素体体晶晶粒粒的的细细化化强强化化和和碳碳化化物物的的弥弥散散强强化化是是主主要要的的。其其它它如如碳碳和和合合金金元元素素的的固固溶溶强化和位错亚结构的强化，也有一定的作用。强化和位错亚结构的强化，也有一定的作用。综综上上所所述述，影影响响贝贝氏氏体体强强度度的的几几种种因因素素都都与与贝贝氏氏体体形形成成温温度度有有关关，并并且且都都随随形形成成温温度度降降低低，作作用用增增强强。所所以以贝贝氏氏体体的的强强度度随随形形成成温温度度降降低低而而增强。增强。（二）贝氏体的韧性（二）贝氏体的韧性 可可以以看看出出下下贝贝氏氏体体的的韧韧性性优优于于上上贝贝氏氏体体。从从整整体体上上看看随随贝贝氏氏体体的的形形成成温温度度的的降降低低，强强度度的的逐逐渐渐增增加加，韧韧性性并并不不降降低低，反反而而有有所所增增加加，这这是是贝贝氏氏体体组组织织力力学学性性能能变变化化的的重重要要特特点点，也也是是人人们们对对贝贝氏氏体体组组织织感感兴兴趣的主要原因。趣的主要原因。在在相相同同强强度度的的基基础础上上，比比较较贝贝氏氏体体组组织织与与回回火火马马氏氏体体的的韧韧性性时时情情况况比比较较复复杂杂，大大致致可可作作如下估计：如下估计：1）在在下下贝贝氏氏体体形形成成温温度度范范围围的的中中、上上区区域域形形成成的的贝贝氏氏体体的的韧韧性性优优于于同同强度马氏体的韧性。强度马氏体的韧性。2）在在具具有有回回火火脆脆性性的的钢钢中中，贝贝氏氏体体的的韧韧性性高高于于回火马氏体的韧性。回火马氏体的韧性。3）在在高高碳碳钢钢中中，回回火火马马氏氏体体的的韧韧性性低低于于同同强强度度贝贝氏氏体的韧性。体的韧性。另另外外，由由于于钢钢的的淬淬透透性性的的不不同同，某某些些钢钢淬淬火火时时往往往往获获得得马马氏氏体体和和贝贝氏氏体体混混合合组组织织。对对这这种种混混合合组组织织的的韧韧性性研研究究的的结结果果表表明明：马马氏氏体体和和贝贝氏氏体体混混合合组组织织的的韧韧性性优优于于单单一一马马氏氏体体和和单单一一贝贝氏氏体体组组织织的的韧韧性性。这这是是由由于于先先形形成成的的贝贝氏氏体体分分割割原原奥奥氏氏体体晶晶粒粒，使使得得随随后后形形成的马氏体条束变小。这一结论已在生产上得到应用。成的马氏体条束变小。这一结论已在生产上得到应用。