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哪些合金促进贝氏体转变

发布时间:2022-03-19 20:32:53

『壹』 合金元素对“奥氏体晶粒”长大的影响是什么

1.
合金元素对加热时相转变的影响
合金元素影响加热时奥氏体形成的速度和奥氏体晶粒的大小。
(1)对奥氏体形成速度的影响:
Cr、Mo、W、V等强碳化物形成元素与碳的亲合力大,
形成难溶于奥氏体的合金碳化物,
显著减慢奥氏体形成速度;Co、Ni等部分非碳化物形成元素,
因增大碳的扩散速度,
使奥氏体的形成速度加快;Al、Si、Mn等合金元素对奥氏体形成速度影响不大。
(2)对奥氏体晶粒大小的影响:大多数合金元素都有阻止奥氏体晶粒长大的作用,
但影响程度不同。强烈阻碍晶粒长大的元素有:V、Ti、Nb、Zr等;中等阻碍晶粒长大的元素有:W、Mn、Cr等;对晶粒长大影响不大的元素有:Si、Ni、Cu等;促进晶粒长大的元素:Mn、P等。
2.
合金元素对过冷奥氏体分解转变的影响
除Co外,
几乎所有合金元素都增大过冷奥氏体的稳定性,
推迟珠光体类型组织的转变,
使C曲线右移,
即提高钢的淬透性。常用提高淬透性的元素有:Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B等。必须指出,
加入的合金元素,
只有完全溶于奥氏体时,
才能提高淬透性。如果未完全溶解,
则碳化物会成为珠光体的核心,
反而降低钢的淬透性。另外,
两种或多种合金元素的同时加入(如,
铬锰钢、铬镍钢等),
比单个元素对淬透性的影响要强得多。
除Co、Al外,
多数合金元素都使Ms和Mf点下降。其作用大小的次序是:Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。其中Mn的作用最强,
Si实际上无影响。Ms和Mf点的下降,
使淬火后钢中残余奥氏体量增多。残余奥氏体量过多时,可进行冷处理(冷至Mf点以下),
以使其转变为马氏体;
或进行多次回火,
这时残余奥氏体因析出合金碳化物会使Ms、Mf点上升,
并在冷却过程中转变为马氏体或贝氏体(即发生所谓二次淬火)。
3.
合金元素对回火转变的影响
(1)提高回火稳定性
合金元素在回火过程中推迟马氏体的分解和残余奥氏体的转变(即在较高温度才开始分解和转变),
提高铁素体的再结晶温度,
使碳化物难以聚集长大,因此提高了钢对回火软化的抗力,
即提高了钢的回火稳定性。提高回火稳定性作用较强的合金元素有:V、Si、Mo、W、Ni、Co等。

『贰』 贝氏体有什么分类

贝氏体分类:
1)按贝氏体形成所处的温度分类,分为上贝氏体和下贝氏体。在贝氏体C-曲线的上部温度区(Bs点到鼻温附近)形成上贝氏体,在贝氏体“鼻温”以下至Ms点附近的较低温度区形成下贝氏体。
以38CrMo钢的TTT图为例所标明的那样,该钢贝氏体的鼻温约400℃,Bs点约为500℃,马氏体点Ms为320℃。
2)按组成相分类,可分为无碳化物贝氏体和有碳化物贝氏体,这是贝氏体组织的两种基本类型。无碳化物贝氏体中包括准上贝氏体、准下贝氏体、粒状贝氏体等;有碳化物贝氏体是在贝氏体铁素体基体上分布着颗粒状的或短片状渗碳体或ε碳化物,称为“有碳化物贝氏体”,虽然人们尚不习惯这个名称,但是“有碳化物贝氏体”是客观存在,相当于无碳贝氏体,必定是一大类别。
3)按贝氏体形态分类,可分为羽毛状贝氏体、粒状贝氏体、柱状贝氏体、条片状贝氏体、针状贝氏体、片状贝氏体、竹叶状贝氏体、正三角型贝氏体、“N”形贝氏体、蝴蝶形贝氏体等,名称很多,形形色色,不必纠缠众多形貌的名称,只需从本质上认识即可。
4)按碳含量分类,可分为超低碳贝氏体、低碳贝氏体、中碳贝氏体、高碳贝氏体。工业上常称为超低碳贝氏体钢、高碳贝氏体钢等。
贝氏体组织的发现使贝氏体相变受到广大材料科学工作者的重视,对贝氏体的组织结构、贝氏体相变机理、贝氏体钢的开发和应用进行了大量的研究,取得丰硕成果。尤其是近年来,高分辨电镜等设备的应用,对贝氏体组织和精细结构进行了深入细致的观察分析,促进了贝氏体相变理论的研究和创新,促进贝氏体组织的工业应用。
上贝氏体形态的共同特点是在贝氏体铁素体板条之间存在未转变的奥氏体或其转变产物。下贝氏体的未转变奥氏体或其转变产物则位于贝氏体铁素体板条之内。羽毛状上贝氏体或BⅡ型贝氏体,是最早发现的上贝氏体。在贝氏体铁素体板条之间存在着不连续的渗碳体片,它是贝氏体转变完成的产物。在贝氏体转变初期,贝氏体铁素体先形成,将碳原子富集到未转变的奥氏体内,而碳化物则尚未析出,就获得无碳化物贝氏体或BⅠ型贝氏体、准上贝氏体、粒状贝氏体等形态。针状下贝氏体或BⅢ型贝氏体是最早发现的下贝氏体,渗碳体片以与长轴成50°~60°角分布在板条之内,它也是贝氏体转变完成的产物。准下贝氏体是转变初期的产物。
与粒状贝氏体相近的所谓“粒状组织”,它的铁素体基体不是贝氏体铁素体,而是块状铁素体,一般认为块状铁素体是块型转变的产物。在铁素体基体上分布的富碳奥氏体或其冷却过程中转变产物的混合组织(简称M/A岛)是无方向性分布的,也没有贝氏体转变那样的表面浮凸效应。
当奥氏体过冷到低于珠光体转变温度和高于马氏体转变温度之间的温区时,将发生由切变相变与短程扩散相配合的转变,其转变产物叫贝氏体或贝茵体。它因EdgarC.Bain于1934年在钢中发现这种组织而得名。在许多有色合金中也观察到类似的转变产物,亦称为贝氏体。钢中的贝氏体是铁素体和碳化物的混合组织。

『叁』 贝氏体钢都有哪些分类

贝氏体钢是使用状态下基体的金相组织为贝氏体的一类钢。这是按照正火状态的显微组织进行分类,加热至900℃后在空气中冷却,在其显微组织中存在着较多的贝氏体。
贝氏体钢使用状态下基体的金相组织为贝氏体。其化学组成是低碳和低合金元素,含碳量一般<0.05%,主要合金元素是Mn,Cr,Ni,Mo,B等。贝氏体组织通常通过空冷或控制冷却速度得到。这类钢具有高强度(530~1500MPa)、高韧性、抗拉强度随贝氏体转变温度的降低而提高。工艺性能(可焊性和成型性)较好。广泛用于航空、船舶、锅炉、石油化工高压管道以及压力容器等方面。
贝氏体钢的分类:
1、低温贝氏体钢
高碳、高硅钢在低温进行长达许多天的等温转变可以获得极细小的贝氏体组织,其由极薄的贝氏体铁素体板条和板条间富碳的残余奥氏体薄膜组成,称为低温贝氏体组织,这种贝氏体钢的极限拉伸强度高。低温贝氏体钢具有良好的综合力学性能,是发展超级钢、超细晶钢和纳米钢铁材料的途径之一。
2、超细组织空冷贝氏体钢
通过成分的合理控制和冷却制度的优化,并运用细晶强化、弥散强化等主要强韧化机制及其迭加效应,采用微合金变质处理,使奥氏体晶粒尺寸显著减小,显微组织明显细化,碳化物弥散分布,促进多元微合金化,加入少量或微量,可形成隐晶或细针状贝氏体的高品质贝氏体或高级贝氏体钢。该贝氏体钢显微组织为贝氏体、马氏体、碳化物和残余奥氏体。经回火处理后,消除了组织中部分残余应力,组织明显细化。
3、奥氏体-贝氏体复相钢
钢中奥氏体-贝氏体复相组织使钢具有高强韧性能。该钢在合金设计上充分考虑了碳在钢中的强化作用和硅在贝氏体转变过程中强烈抑制碳化物析出的作用,而且加入能防止石墨化并提高淬透性的物质。该钢需要经过等温淬火,其显微组织特征为:钢中的碳全部固溶于贝氏体铁素体和奥氏体中,不析出碳化物;基体组织贝氏体铁素体是含碳、硅等元素的过饱和固溶体,其亚结构为高密度位错。富碳奥氏体稳定性高,以薄膜状均匀分布于贝氏体,铁素体,板条之间,与贝氏体铁素体交替均匀排列。因此该类钢具有良好的强韧性。
4、S-系贝氏体钢
该钢组织特征为:经过低温回火在板条马氏体中和贝氏体铁素体间都析出了弥散分布的ε-碳化物,产生第二相弥散强化作用。同时,未分解的残留奥氏体由于热稳定化和机械稳定化,具有很高的稳定性,使组织中固溶强化、弥散强化、亚结构强化和相变强化等得到充分发挥,从而使钢获得超高强度。而回火时残余应力的释放、回火马氏体的形成以及一定量稳定残留奥氏体的存在,又使钢的塑韧性得到显著改善。

『肆』 下贝氏体的转变机理是什么

下贝氏体转变机理:
转变温度继续降低,碳不仅在奥氏体中的扩散难以进行,在铁素体中的扩散亦受到限制。
随转变温度降低,转变驱动力增加,转变所得贝氏体铁素体的碳过饱和度也增加。此时碳在铁素体中尚能作短程扩散,并在一定的晶面上偏聚,进而在贝氏体铁素体内以碳化物的形式析出,从而形成在片状铁素体基体上析出与主轴呈一定交角排列碳化物的下贝氏体。转变温度越低,铁素体的过饱和度越高,形成的碳化物的弥散度也越高。
温淬火工艺:
奥氏体化温度为Ac+(30~50)℃,略低于上贝氏体奥氏体化温度。采用部分奥氏体化等温淬火时,奥氏体化温度略低于Ac。奥氏体化时间也是取决于铸件壁厚。等温淬火温度视性能要求而定,一般为280~320℃,延长等温淬火保持时间可减少残余奥氏体和马氏体数量,改善性能。等温淬火后进行回火,可以促使残余奥氏体转变为下贝氏体,马氏体转变为回火马氏体。
下贝氏体(lowernite)下贝氏体是在贝氏体转变区的较低温度范围内形成的,它也是贝氏体铁素体和碳化物组成的混合组织。低碳(低合金)钢中下贝氏体铁素体的形态为板条状,大致平行排列,高碳钢中贝氏体铁素体呈片状,各片间有一定角度。下贝氏体的碳化物是沉淀在贝氏体铁素体内,并与铁素体片的长轴呈55°~60°角。下贝氏体具有较高的强度和韧性,因此应用较广。

『伍』 贝氏体的基本特征

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:
一、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。
二、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。
三、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。贝氏体等温形需要孕育期,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。
四、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。换言之,奥氏体不能百分之百地转变为贝氏体。这种现象被称为贝氏体转变的不完全性,也称为贝氏体转变的自制性。通常随着温度的升高,贝氏体转变的不完全程度增大。未转变的奥氏体,在随后的等温过程中,有可能发生珠光体转变,称之为二次“珠光体转变”。
五、贝氏体转变的扩散性
由于贝氏体转变是在中温区,在这个温度范围内尚可进行原子的扩散,因此,贝氏体转变中存在着原子的扩散。一般认为,在贝氏体转变过程中,只存在着碳原子的扩散,而铁及合金元素的原子是不能发生扩散的。碳原子可以在奥氏体中扩散,也可以在铁素体中扩散。由此可见,贝氏体转变的扩散性是指碳原子的扩散。
六、贝氏体转变的晶体学
在贝氏体转变中,当铁素体形成时,也会在抛光的试样表面上产生“表面浮凸”。这说明铁素体的形成同样与母相奥氏体的宏观切变有关,母相奥氏体与新相之间维持第二类共格(切变共格)关系,贝氏体中的铁素体与母相奥氏体之间存在着一定的惯习面和位向关系。
七、贝氏体中铁素体的碳含量
贝氏体中铁素体的碳含量一般也是过饱和的,而且随着贝氏体形成温度的降低,铁素体中碳的过饱和程度越大。
由上述主要特征可以看出,贝氏体转变在某些方面与珠光体转变相类似,而要某些方面又与马氏体转变相类似。

『陆』 贝氏体的发展

30年代初,美国人E·C·Bain发现低合金钢在中温等温下可获得一种高温转变及低温转变相异的组织,后来人们称之为贝氏体。我国柯俊教授在这方面亦曾做出过有益的贡献,他和他的合作者发表的论文至今仍在国内外广为援引。
该组织具有较高的强韧性配合。在硬度相同的情况下贝氏体组织的耐磨性明显优于马氏体,可以达到马氏体的1~3倍,因此在钢铁材料中基体组织获得贝氏体是人们追求的目标。
贝氏体等温淬火:是将钢件奥氏体化,使之快冷到贝氏体转变温度区间(260~400℃)等温保持,使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺,有时也叫等温淬火。一般保温时间为30~60min(较厚的工件按照厚度毫米数乘以1分钟计算)。近十年来已经开发出了低温贝氏体,也是利用等温淬火技术,不过等温温度很低,可以低至200℃以下。
贝氏体(nite)又称贝茵体。钢中相形态之一。钢过冷奥氏体的中温(Ms~550℃)转变产物,α-Fe和Fe3C 的复相组织。用符号B表示。贝氏体转变温度介于珠光体转变与马氏体转变之间。在贝氏体转变温度偏高区域转变产物叫上贝氏体(up -nite)(350℃~550℃),其外观形貌似羽毛状,也称羽毛状贝氏体。冲击韧性较差,生产上应力求避免。在贝氏体转变温度下端偏低温度区域转变产物叫下贝氏体(Ms~350℃)。其冲击韧性较好。为提高韧性,生产上应通过热处理控制获得下贝氏体。 上贝氏体由许多从奥氏体晶界向晶内平行生长的条状铁素体和在相邻铁素体条间存在的断续的,短杆状的渗碳体组成。下贝氏体由含碳过饱和的片状铁素体和其内部析出的微细的碳化物组成。
贝氏体转变既具有珠光体转变,又具有马氏体转变的某些特征,是一个相当复杂的到目前为止还研究得很不够的一种转变。由于转变的复杂性和转变产物的多样性,致使还未完全弄清贝氏体转变的机制,对转变产物贝氏体也还是无法下一个确切的定义。
虽然我们对贝氏体转变了解得还很不够,但贝氏体转变在生产上却很重要,因为在低温度范围内,通过贝氏体转变所得的下贝氏体具有非常良好的综合力学性能,而且为获得下贝氏体组织所采取的等温淬火工艺或连续冷却工艺均可减少工件的变形和开裂。为了获得贝氏体,除了采用等温淬火的方法以外,也可在钢中加入合金元素,冶炼成贝氏体钢,如我国的14CrMnMoVB和14MnMoVB等。这类钢在连续冷却条件下即可得到贝氏体。因此,对贝氏体转变进行研究和了解,不仅具有理论上的意义,而且还有着重要的实际意义。

『柒』 合金元素对珠光体转变,贝氏体转变,马氏体转变影响的基本规律是什么

这个问题太大了,打字好半天,建议你去查看宋维锡版《金属学》中的372-376页的内容,写得很详细,也容易懂,只有4页,不长

『捌』 贝氏体是如何形成的

当奥氏体过冷到低于珠光体转变温度和高于马氏体转变温度之间的温区时,将发生由切变相变与短程扩散相配合的转变,其转变产物叫贝氏体或贝茵体。它因Edgar C.Bain于1934年在钢中发现这种组织而得名.。在许多有色合金中也观察到类似的转变产物,亦称为贝氏体。钢中的贝氏体是铁素体和碳化物的混合组织。

贝氏体钢
中低碳结构钢适当合金化后可显著延迟珠光体转 变,突出贝氏体转变,使钢在奥氏体化后在较大的连续 冷却冷速范围内部可以得到以贝氏体为主的组织,称 为贝氏体钢。贝氏体钢可以用较低的冷速得到较高的 综合性能,从而简化热处理工艺,减少变形。

为延迟钢的珠光体转变(包括先共析铁素体转 变),最有效的合金元素是B、Mo、Mn、W和Cr。其中 特别是B和Mo在延迟珠光体转变的同时对贝氏体转 变却影响不大。所以贝氏体钢大多以Mo、B为基本合 金元素。

贝氏体开始转变点B是衡量贝氏体钢性能的重 要指标。B点愈低,其抗拉强度愈高。合金元素按碳、 锰、钼、铬、镍的次序依次减弱对B点的影响。但它们 也同时使M点降低,从而降低材料工艺性能。所以常 用B降低值与M降低值之比来衡量合金元素对贝 氏体钢的贡献。按此排列则依次为:C、Cr、Mo、Mn、 Ni。

贝氏体钢的最终热处理状态通常是炉冷、空冷或 模冷。其组织以下贝氏体为主。但随冷却的不同也可能 出现板条马氏体和无碳贝氏体。

下贝氏体和板条马氏体均为板条状,在很多情况 下是相间排列的,在光镜下很难区分。其特征如下:

M-A组织是在贝氏体、马氏体基底上分布的颗粒 组织。这是由于碳浓度偏析在冷却转变中形成的富碳 奥氏体区,在随后的冷却中部分转变为马氏体,部分保 持奥氏体状态而构成。M-A组织通常在光镜中可以辨 认,呈不规则颗粒,分布在贝氏体铁素体内或晶界上。 随转变温度的降低,颗粒变细变小。马氏体中也可以出 现M-A组织,但只能由电镜加以辨别。而在 55SiMnMo钢的无碳贝氏体上M-A已演变成块状组 织。M-A组织硬度、强度均高于基底。但少量小颗粒的 M-A组织对常规性能没有明显影响。

无碳贝氏体是中碳贝氏体钢55SiMnMo正火态 的主要组织。铁素体和富碳奥氏体组成条片相间的贝 氏体组织,在相内和相间均无碳化物析出。经测定此种 无碳贝氏体中含奥氏体约30%(体积分数)。奥氏体的 含碳量可达w=1.5%。

『玖』 什么是贝氏体

钢在奥氏体化后被过冷到珠光体转变温度区间以下,马氏体转变温度区间以上这一中温度区间(所谓“贝氏体转变温度区间”)转变而成的由铁素体及其内分布着弥散的碳化物所形成的亚稳组织,即贝氏体转变的产物。

30年代初美国人e.c.n等发现低合金钢在中温等温下可获得一种高温转变及低温转变相异的组织后被人们称为贝氏体。
该组织具有较高的强韧性配合。在硬度相同的情况下贝氏体组织的耐磨性明显优于马氏体,因此在钢铁材料中基体组织获得贝氏体是人们追求的目标。
贝氏体等温淬火:是将钢件奥氏体化,使之快冷到贝氏体转变温度区间(260~400℃)等温保持,使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺,有时也叫等温淬火。一般保温时间为30~60min。
贝氏体;贝茵体;nite
又称贝茵体。钢中相形态之一。钢过冷奥氏体的中温(ms~550℃)转变产物,α-fe和fe3c
的复相组织。用符号b表示。贝氏体转变温度介于珠光体转变与马氏体转变之间。在贝氏体转变温度偏高区域转变产物叫上贝氏体(up
-nite)(350℃~550℃),其外观形貌似羽毛状,也称羽毛状贝氏体。冲击韧性较差,生产上应力求避免。在贝氏体转变温度下端偏低温度区域转变产物叫下贝氏体(ms~350℃)。其冲击韧性较好。为提高韧性,生产上应通过热处理控制获得下贝氏体。

『拾』 铁碳合金介绍下什么是马氏体和贝氏体

马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称。
马氏体最初是在钢(中、高碳钢)中发现的:将钢加热到一定温度(形成奥氏体)后经迅速冷却(淬火),得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织。30年代初美国人E.C.Bain等发现低合金钢在中温等温下可获得一种高温转变及低温转变相异的组织后被人们称为贝氏体。
该组织具有较高的强韧性配合。在硬度相同的情况下贝氏体组织的耐磨性明显优于马氏体,因此在钢铁材料中基体组织获得贝氏体是人们追求的目标。
贝氏体等温淬火:是将钢件奥氏体化,使之快冷到贝氏体转变温度区间(260~400℃)等温保持,使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺,有时也叫等温淬火。一般保温时间为30~60min。
贝氏体;贝茵体;nite
又称贝茵体。钢中相形态之一。钢过冷奥氏体的中温(350~550℃)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。在贝氏体转变温度偏高区域转变产物叫上贝氏体(up
-nite),其外观形貌似羽毛状,也称羽毛状贝氏体。冲击韧性较差,生产上应力求避免。在贝氏体转变温度下端偏低温度区域转变产物叫下贝氏体。其冲击韧性较好。为提高韧性,生产上应通过热处理控制获得下贝氏体。

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