金属热处理及工艺5贝氏体转变.ppt

（四）塑性变形 对贝氏体转变在高温（800～1000℃）进行塑性变形，贝氏体转变的孕育期越长，贝氏体转变的速度减慢，转变的不完全性增大，C曲线右移； 原因：一方面变形使A中的缺陷密度增加，有利于C原子的扩散，人利于B转变的进行；而另一方面，A形变后会产生多边化亚结构，这对B中F的共格生长是不利的。通常以后者的作用为主。 在BS点较低温度（350～300℃）范围内对A 进行塑性变形将加速B的形成，C曲线左移。原因：A晶体缺陷密度更大，促进C的扩散，并且形变会使A中的应力增加，有利于B中F按M型转变机制形成，结果使B转变速度加快。 图5-26 形变温度对35CrNi5Si钢贝氏体转变得影响 1-形变量0 2～7-形变量30％ （五）过冷奥氏体在不同温度下停留 在贝氏体转变－珠光体转变之间奥氏体的亚稳区停留将加速贝氏体转变，C曲线左移。若在BS点以上停留但不发生珠光体转变时对贝氏体转变无影响。原因：停留过程中A析出碳氮化物，降低了A的稳定性。 在贝氏体转变区上部停留使奥氏体发生部分贝氏体转变，将减缓随后的在更低的温度的贝氏体转变，C曲线右移。原因：可能是一种A的稳定化现象，还不十分清楚。 在下贝氏体转变区或马氏体转变区停留，使奥氏体发生部分下贝氏体转变或马氏体转变，将加速随后的在较高的温度的贝氏体转变，C曲线左移。原因：可能是因为在较低温度下进行部份M和下B转变时，所产生的应力会促进以后在较高温度下进行B转变的晶核的形成。 5.4 贝氏体转变热力学及转变机 5.4.1 贝氏体转变热力学 1.贝氏体转变的驱动力 当奥氏体具有一般大小的晶粒度，完全奥氏体化后，奥氏体向贝氏体相变的驱动力为：△GA→B =－（ΔGV＋ΔGD） 式中△GA→M —B形成驱动力；△GV —B与A的自由能差，△GV = GB － GA；ΔGD—为A晶体缺陷消失所提供的能量。 2.奥氏体向贝氏体相变的自由能的变化为： ΔG=－（ΔGV＋ΔGD）+△GS＋△GE +ΣГ 0 式中△GS—形成贝氏体增加了表面能，△GS = Sγ；△GE —引起弹性引起弹性应变能；ΣГ—位错储存能、孪晶界面能、层错能及磁场能等能量之和。 只有当 ΔG ≤0 时，即化学驱动力 △GA→M (前二项之和)大于等于阻力(后三项之和)时，贝氏体相变才能够发生。TBS但BSMS点。 BS —贝氏体开始转变温度，物理意义是奥氏体与贝氏体两相的自由能差达到相变所需的最小驱动力时的温度。Bf —贝氏体连续转变的最低温度点。 3. 贝氏体转变可有三种可能： (1) 奥氏体分解为平衡浓度的铁素体和渗碳体，即γ→α+Fe3C (2) 奥氏体先析出先共析铁素体，即γ→α+γ1, γ1在随后的冷却过程中进一步转变。 (3) 奥氏体以马氏体相变方式先形成同成分的α(过饱和)，然后α分解成Fe3C及低饱和度α，即γ→α(过饱和)，α→α+ Fe3C。 经计算后发现：以方式(1)机制转变的相变驱动力最大，这就表示(2)、(3)中的γ1和α都是热力学不稳定的，最终要分解为平衡相α和渗碳体。以(3)中的切变方式转变，驱动力为180J/mol，而在BS时相变的阻力在600J/mol以上, 阻力大于驱动力,所以至少在贝氏体转变的上限温度(3)中的方式不可能而以(2)中的γ→α＋γ1扩散方式进行。 5.4.2 贝氏体转变过程 1.贝氏体转变的两个基本过程 贝氏体转变是一个形核和长大过程。贝氏体转变产物为铁素体相与碳化物的二相混合物，贝氏体转变包括铁素体的形成和碳化物析出两个基本过程。先相为铁素体。这两个基本过程决定了贝氏体的两个基本组成相的形状、尺寸、分布。 2.铁素体的形成及其含碳量 贝氏体中铁素体是按马氏体转变机制进行的，铁素体中含有过饱和的碳。奥氏体冷至BS点以下－→奥氏体中碳扩散－→贫碳区和富碳区；贫碳区－→通过切变形成低碳马氏体－→保温时分解析出碳化物－→贝氏体铁素体。 贝氏体铁素体的含碳量处于过饱和状态，且过饱和度随温度下降而升高。 3.碳化物析出 通过碳扩散来完成的。随温度的下降,碳化物析出的类型、位置、方式不同。上贝氏体中碳化物类型为渗碳体，分布于铁素体板条间。下贝氏体中碳化物类型为ε- FexC、上部为Fe3C ＋ε- FexC，分布于铁素体片内。 综上所述，贝氏体转变过程中碳发生了再分配。贝氏体转变温度比马氏体转变高，碳原子扩散，铁原子不扩散，温度不同，碳的扩散能力不同，碳的脱溶方式不同，使得各种贝氏体的形成机制不同。 （2）下贝氏体电子显