『壹』 合金元素對「奧氏體晶粒」長大的影響是什麼
1.
合金元素對加熱時相轉變的影響
合金元素影響加熱時奧氏體形成的速度和奧氏體晶粒的大小。
(1)對奧氏體形成速度的影響:
Cr、Mo、W、V等強碳化物形成元素與碳的親合力大,
形成難溶於奧氏體的合金碳化物,
顯著減慢奧氏體形成速度;Co、Ni等部分非碳化物形成元素,
因增大碳的擴散速度,
使奧氏體的形成速度加快;Al、Si、Mn等合金元素對奧氏體形成速度影響不大。
(2)對奧氏體晶粒大小的影響:大多數合金元素都有阻止奧氏體晶粒長大的作用,
但影響程度不同。強烈阻礙晶粒長大的元素有:V、Ti、Nb、Zr等;中等阻礙晶粒長大的元素有:W、Mn、Cr等;對晶粒長大影響不大的元素有:Si、Ni、Cu等;促進晶粒長大的元素:Mn、P等。
2.
合金元素對過冷奧氏體分解轉變的影響
除Co外,
幾乎所有合金元素都增大過冷奧氏體的穩定性,
推遲珠光體類型組織的轉變,
使C曲線右移,
即提高鋼的淬透性。常用提高淬透性的元素有:Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B等。必須指出,
加入的合金元素,
只有完全溶於奧氏體時,
才能提高淬透性。如果未完全溶解,
則碳化物會成為珠光體的核心,
反而降低鋼的淬透性。另外,
兩種或多種合金元素的同時加入(如,
鉻錳鋼、鉻鎳鋼等),
比單個元素對淬透性的影響要強得多。
除Co、Al外,
多數合金元素都使Ms和Mf點下降。其作用大小的次序是:Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。其中Mn的作用最強,
Si實際上無影響。Ms和Mf點的下降,
使淬火後鋼中殘余奧氏體量增多。殘余奧氏體量過多時,可進行冷處理(冷至Mf點以下),
以使其轉變為馬氏體;
或進行多次回火,
這時殘余奧氏體因析出合金碳化物會使Ms、Mf點上升,
並在冷卻過程中轉變為馬氏體或貝氏體(即發生所謂二次淬火)。
3.
合金元素對回火轉變的影響
(1)提高回火穩定性
合金元素在回火過程中推遲馬氏體的分解和殘余奧氏體的轉變(即在較高溫度才開始分解和轉變),
提高鐵素體的再結晶溫度,
使碳化物難以聚集長大,因此提高了鋼對回火軟化的抗力,
即提高了鋼的回火穩定性。提高回火穩定性作用較強的合金元素有:V、Si、Mo、W、Ni、Co等。
『貳』 貝氏體有什麼分類
貝氏體分類:
1)按貝氏體形成所處的溫度分類,分為上貝氏體和下貝氏體。在貝氏體C-曲線的上部溫度區(Bs點到鼻溫附近)形成上貝氏體,在貝氏體「鼻溫」以下至Ms點附近的較低溫度區形成下貝氏體。
以38CrMo鋼的TTT圖為例所標明的那樣,該鋼貝氏體的鼻溫約400℃,Bs點約為500℃,馬氏體點Ms為320℃。
2)按組成相分類,可分為無碳化物貝氏體和有碳化物貝氏體,這是貝氏體組織的兩種基本類型。無碳化物貝氏體中包括准上貝氏體、准下貝氏體、粒狀貝氏體等;有碳化物貝氏體是在貝氏體鐵素體基體上分布著顆粒狀的或短片狀滲碳體或ε碳化物,稱為「有碳化物貝氏體」,雖然人們尚不習慣這個名稱,但是「有碳化物貝氏體」是客觀存在,相當於無碳貝氏體,必定是一大類別。
3)按貝氏體形態分類,可分為羽毛狀貝氏體、粒狀貝氏體、柱狀貝氏體、條片狀貝氏體、針狀貝氏體、片狀貝氏體、竹葉狀貝氏體、正三角型貝氏體、「N」形貝氏體、蝴蝶形貝氏體等,名稱很多,形形色色,不必糾纏眾多形貌的名稱,只需從本質上認識即可。
4)按碳含量分類,可分為超低碳貝氏體、低碳貝氏體、中碳貝氏體、高碳貝氏體。工業上常稱為超低碳貝氏體鋼、高碳貝氏體鋼等。
貝氏體組織的發現使貝氏體相變受到廣大材料科學工作者的重視,對貝氏體的組織結構、貝氏體相變機理、貝氏體鋼的開發和應用進行了大量的研究,取得豐碩成果。尤其是近年來,高分辨電鏡等設備的應用,對貝氏體組織和精細結構進行了深入細致的觀察分析,促進了貝氏體相變理論的研究和創新,促進貝氏體組織的工業應用。
上貝氏體形態的共同特點是在貝氏體鐵素體板條之間存在未轉變的奧氏體或其轉變產物。下貝氏體的未轉變奧氏體或其轉變產物則位於貝氏體鐵素體板條之內。羽毛狀上貝氏體或BⅡ型貝氏體,是最早發現的上貝氏體。在貝氏體鐵素體板條之間存在著不連續的滲碳體片,它是貝氏體轉變完成的產物。在貝氏體轉變初期,貝氏體鐵素體先形成,將碳原子富集到未轉變的奧氏體內,而碳化物則尚未析出,就獲得無碳化物貝氏體或BⅠ型貝氏體、准上貝氏體、粒狀貝氏體等形態。針狀下貝氏體或BⅢ型貝氏體是最早發現的下貝氏體,滲碳體片以與長軸成50°~60°角分布在板條之內,它也是貝氏體轉變完成的產物。准下貝氏體是轉變初期的產物。
與粒狀貝氏體相近的所謂「粒狀組織」,它的鐵素體基體不是貝氏體鐵素體,而是塊狀鐵素體,一般認為塊狀鐵素體是塊型轉變的產物。在鐵素體基體上分布的富碳奧氏體或其冷卻過程中轉變產物的混合組織(簡稱M/A島)是無方向性分布的,也沒有貝氏體轉變那樣的表面浮凸效應。
當奧氏體過冷到低於珠光體轉變溫度和高於馬氏體轉變溫度之間的溫區時,將發生由切變相變與短程擴散相配合的轉變,其轉變產物叫貝氏體或貝茵體。它因EdgarC.Bain於1934年在鋼中發現這種組織而得名。在許多有色合金中也觀察到類似的轉變產物,亦稱為貝氏體。鋼中的貝氏體是鐵素體和碳化物的混合組織。
『叄』 貝氏體鋼都有哪些分類
貝氏體鋼是使用狀態下基體的金相組織為貝氏體的一類鋼。這是按照正火狀態的顯微組織進行分類,加熱至900℃後在空氣中冷卻,在其顯微組織中存在著較多的貝氏體。
貝氏體鋼使用狀態下基體的金相組織為貝氏體。其化學組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。貝氏體組織通常通過空冷或控製冷卻速度得到。這類鋼具有高強度(530~1500MPa)、高韌性、抗拉強度隨貝氏體轉變溫度的降低而提高。工藝性能(可焊性和成型性)較好。廣泛用於航空、船舶、鍋爐、石油化工高壓管道以及壓力容器等方面。
貝氏體鋼的分類:
1、低溫貝氏體鋼
高碳、高硅鋼在低溫進行長達許多天的等溫轉變可以獲得極細小的貝氏體組織,其由極薄的貝氏體鐵素體板條和板條間富碳的殘余奧氏體薄膜組成,稱為低溫貝氏體組織,這種貝氏體鋼的極限拉伸強度高。低溫貝氏體鋼具有良好的綜合力學性能,是發展超級鋼、超細晶鋼和納米鋼鐵材料的途徑之一。
2、超細組織空冷貝氏體鋼
通過成分的合理控制和冷卻制度的優化,並運用細晶強化、彌散強化等主要強韌化機制及其迭加效應,採用微合金變質處理,使奧氏體晶粒尺寸顯著減小,顯微組織明顯細化,碳化物彌散分布,促進多元微合金化,加入少量或微量,可形成隱晶或細針狀貝氏體的高品質貝氏體或高級貝氏體鋼。該貝氏體鋼顯微組織為貝氏體、馬氏體、碳化物和殘余奧氏體。經回火處理後,消除了組織中部分殘余應力,組織明顯細化。
3、奧氏體-貝氏體復相鋼
鋼中奧氏體-貝氏體復相組織使鋼具有高強韌性能。該鋼在合金設計上充分考慮了碳在鋼中的強化作用和硅在貝氏體轉變過程中強烈抑制碳化物析出的作用,而且加入能防止石墨化並提高淬透性的物質。該鋼需要經過等溫淬火,其顯微組織特徵為:鋼中的碳全部固溶於貝氏體鐵素體和奧氏體中,不析出碳化物;基體組織貝氏體鐵素體是含碳、硅等元素的過飽和固溶體,其亞結構為高密度位錯。富碳奧氏體穩定性高,以薄膜狀均勻分布於貝氏體,鐵素體,板條之間,與貝氏體鐵素體交替均勻排列。因此該類鋼具有良好的強韌性。
4、S-系貝氏體鋼
該鋼組織特徵為:經過低溫回火在板條馬氏體中和貝氏體鐵素體間都析出了彌散分布的ε-碳化物,產生第二相彌散強化作用。同時,未分解的殘留奧氏體由於熱穩定化和機械穩定化,具有很高的穩定性,使組織中固溶強化、彌散強化、亞結構強化和相變強化等得到充分發揮,從而使鋼獲得超高強度。而回火時殘余應力的釋放、回火馬氏體的形成以及一定量穩定殘留奧氏體的存在,又使鋼的塑韌性得到顯著改善。
『肆』 下貝氏體的轉變機理是什麼
下貝氏體轉變機理:
轉變溫度繼續降低,碳不僅在奧氏體中的擴散難以進行,在鐵素體中的擴散亦受到限制。
隨轉變溫度降低,轉變驅動力增加,轉變所得貝氏體鐵素體的碳過飽和度也增加。此時碳在鐵素體中尚能作短程擴散,並在一定的晶面上偏聚,進而在貝氏體鐵素體內以碳化物的形式析出,從而形成在片狀鐵素體基體上析出與主軸呈一定交角排列碳化物的下貝氏體。轉變溫度越低,鐵素體的過飽和度越高,形成的碳化物的彌散度也越高。
溫淬火工藝:
奧氏體化溫度為Ac+(30~50)℃,略低於上貝氏體奧氏體化溫度。採用部分奧氏體化等溫淬火時,奧氏體化溫度略低於Ac。奧氏體化時間也是取決於鑄件壁厚。等溫淬火溫度視性能要求而定,一般為280~320℃,延長等溫淬火保持時間可減少殘余奧氏體和馬氏體數量,改善性能。等溫淬火後進行回火,可以促使殘余奧氏體轉變為下貝氏體,馬氏體轉變為回火馬氏體。
下貝氏體(lowernite)下貝氏體是在貝氏體轉變區的較低溫度范圍內形成的,它也是貝氏體鐵素體和碳化物組成的混合組織。低碳(低合金)鋼中下貝氏體鐵素體的形態為板條狀,大致平行排列,高碳鋼中貝氏體鐵素體呈片狀,各片間有一定角度。下貝氏體的碳化物是沉澱在貝氏體鐵素體內,並與鐵素體片的長軸呈55°~60°角。下貝氏體具有較高的強度和韌性,因此應用較廣。
『伍』 貝氏體的基本特徵
貝氏體轉變兼有珠光體轉變與馬氏體轉變的某些特徵。歸納起來,主要有以下幾點:
一、貝氏體轉變溫度范圍
對應於珠光體轉變的A1點及馬氏體轉變的MS點,貝氏體轉變也有一個上限溫度BS點。奧氏體必須過冷到BS以下才能發生貝氏體轉變。合金鋼的BS點比較容易測定,碳鋼的BS點由於有珠光體轉變的干擾,很難測定。貝氏體轉變也有一個下限溫度Bf點,但Bf與Mf無關,即,Bf可以高於MS,也可以低於MS。
二、貝氏體轉變產物
與珠光體轉變一樣,貝氏體轉變產物也由α相與碳化物組成的兩相機械混合物,但與珠光體不同,貝氏體不是層片狀組織,且組織形態與轉變溫度密切相關,其中包括α相的形態、大小以及碳化物的類型及分布等均隨轉變溫度而異,就α相形態而言,更多地類似於馬氏體而不同於珠光體。因此,Hehemann稱貝氏體為鐵素體與碳化物的非層狀混合組織。Aaronson則稱之為非層狀共析反應產物或非層狀珠光體變態。可以看出,Aaronson強調的是貝氏體轉變與珠光體轉變一樣,都是共析轉變,只是因為轉變溫度不同而導致轉變產物的形態不同。需要特別指出,在較高溫度范圍內轉變時所得的產物中雖然無碳化物而只有α相,但從轉變機制考慮,仍被稱為貝氏體。
三、貝氏體轉變動力學
貝氏體轉變也是一個形核及長大的過程,可以等溫形成,也可以連續冷卻形成。貝氏體等溫形需要孕育期,等溫轉變動力學曲線也呈S形,等溫形成圖也具有「C」字形。應當指出,精確測得的貝氏體轉變的C曲線,明顯地是由兩條C曲線合並而成的,這表明,中溫轉變很可能包含著兩種不同的轉變機制。
四、貝氏體轉變的不完全性
貝氏體等溫轉變一般不能進行到底,在貝氏體轉變開始後,經過一定時間,形成一定數量的貝氏體後,轉變會停下來。換言之,奧氏體不能百分之百地轉變為貝氏體。這種現象被稱為貝氏體轉變的不完全性,也稱為貝氏體轉變的自製性。通常隨著溫度的升高,貝氏體轉變的不完全程度增大。未轉變的奧氏體,在隨後的等溫過程中,有可能發生珠光體轉變,稱之為二次「珠光體轉變」。
五、貝氏體轉變的擴散性
由於貝氏體轉變是在中溫區,在這個溫度范圍內尚可進行原子的擴散,因此,貝氏體轉變中存在著原子的擴散。一般認為,在貝氏體轉變過程中,只存在著碳原子的擴散,而鐵及合金元素的原子是不能發生擴散的。碳原子可以在奧氏體中擴散,也可以在鐵素體中擴散。由此可見,貝氏體轉變的擴散性是指碳原子的擴散。
六、貝氏體轉變的晶體學
在貝氏體轉變中,當鐵素體形成時,也會在拋光的試樣表面上產生「表面浮凸」。這說明鐵素體的形成同樣與母相奧氏體的宏觀切變有關,母相奧氏體與新相之間維持第二類共格(切變共格)關系,貝氏體中的鐵素體與母相奧氏體之間存在著一定的慣習面和位向關系。
七、貝氏體中鐵素體的碳含量
貝氏體中鐵素體的碳含量一般也是過飽和的,而且隨著貝氏體形成溫度的降低,鐵素體中碳的過飽和程度越大。
由上述主要特徵可以看出,貝氏體轉變在某些方面與珠光體轉變相類似,而要某些方面又與馬氏體轉變相類似。
『陸』 貝氏體的發展
30年代初,美國人E·C·Bain發現低合金鋼在中溫等溫下可獲得一種高溫轉變及低溫轉變相異的組織,後來人們稱之為貝氏體。我國柯俊教授在這方面亦曾做出過有益的貢獻,他和他的合作者發表的論文至今仍在國內外廣為援引。
該組織具有較高的強韌性配合。在硬度相同的情況下貝氏體組織的耐磨性明顯優於馬氏體,可以達到馬氏體的1~3倍,因此在鋼鐵材料中基體組織獲得貝氏體是人們追求的目標。
貝氏體等溫淬火:是將鋼件奧氏體化,使之快冷到貝氏體轉變溫度區間(260~400℃)等溫保持,使奧氏體轉變為貝氏體的淬火工藝,有時也叫等溫淬火。一般保溫時間為30~60min(較厚的工件按照厚度毫米數乘以1分鍾計算)。近十年來已經開發出了低溫貝氏體,也是利用等溫淬火技術,不過等溫溫度很低,可以低至200℃以下。
貝氏體(nite)又稱貝茵體。鋼中相形態之一。鋼過冷奧氏體的中溫(Ms~550℃)轉變產物,α-Fe和Fe3C 的復相組織。用符號B表示。貝氏體轉變溫度介於珠光體轉變與馬氏體轉變之間。在貝氏體轉變溫度偏高區域轉變產物叫上貝氏體(up -nite)(350℃~550℃),其外觀形貌似羽毛狀,也稱羽毛狀貝氏體。沖擊韌性較差,生產上應力求避免。在貝氏體轉變溫度下端偏低溫度區域轉變產物叫下貝氏體(Ms~350℃)。其沖擊韌性較好。為提高韌性,生產上應通過熱處理控制獲得下貝氏體。 上貝氏體由許多從奧氏體晶界向晶內平行生長的條狀鐵素體和在相鄰鐵素體條間存在的斷續的,短桿狀的滲碳體組成。下貝氏體由含碳過飽和的片狀鐵素體和其內部析出的微細的碳化物組成。
貝氏體轉變既具有珠光體轉變,又具有馬氏體轉變的某些特徵,是一個相當復雜的到目前為止還研究得很不夠的一種轉變。由於轉變的復雜性和轉變產物的多樣性,致使還未完全弄清貝氏體轉變的機制,對轉變產物貝氏體也還是無法下一個確切的定義。
雖然我們對貝氏體轉變了解得還很不夠,但貝氏體轉變在生產上卻很重要,因為在低溫度范圍內,通過貝氏體轉變所得的下貝氏體具有非常良好的綜合力學性能,而且為獲得下貝氏體組織所採取的等溫淬火工藝或連續冷卻工藝均可減少工件的變形和開裂。為了獲得貝氏體,除了採用等溫淬火的方法以外,也可在鋼中加入合金元素,冶煉成貝氏體鋼,如我國的14CrMnMoVB和14MnMoVB等。這類鋼在連續冷卻條件下即可得到貝氏體。因此,對貝氏體轉變進行研究和了解,不僅具有理論上的意義,而且還有著重要的實際意義。
『柒』 合金元素對珠光體轉變,貝氏體轉變,馬氏體轉變影響的基本規律是什麼
這個問題太大了,打字好半天,建議你去查看宋維錫版《金屬學》中的372-376頁的內容,寫得很詳細,也容易懂,只有4頁,不長
『捌』 貝氏體是如何形成的
當奧氏體過冷到低於珠光體轉變溫度和高於馬氏體轉變溫度之間的溫區時,將發生由切變相變與短程擴散相配合的轉變,其轉變產物叫貝氏體或貝茵體。它因Edgar C.Bain於1934年在鋼中發現這種組織而得名.。在許多有色合金中也觀察到類似的轉變產物,亦稱為貝氏體。鋼中的貝氏體是鐵素體和碳化物的混合組織。
貝氏體鋼
中低碳結構鋼適當合金化後可顯著延遲珠光體轉 變,突出貝氏體轉變,使鋼在奧氏體化後在較大的連續 冷卻冷速范圍內部可以得到以貝氏體為主的組織,稱 為貝氏體鋼。貝氏體鋼可以用較低的冷速得到較高的 綜合性能,從而簡化熱處理工藝,減少變形。
為延遲鋼的珠光體轉變(包括先共析鐵素體轉 變),最有效的合金元素是B、Mo、Mn、W和Cr。其中 特別是B和Mo在延遲珠光體轉變的同時對貝氏體轉 變卻影響不大。所以貝氏體鋼大多以Mo、B為基本合 金元素。
貝氏體開始轉變點B是衡量貝氏體鋼性能的重 要指標。B點愈低,其抗拉強度愈高。合金元素按碳、 錳、鉬、鉻、鎳的次序依次減弱對B點的影響。但它們 也同時使M點降低,從而降低材料工藝性能。所以常 用B降低值與M降低值之比來衡量合金元素對貝 氏體鋼的貢獻。按此排列則依次為:C、Cr、Mo、Mn、 Ni。
貝氏體鋼的最終熱處理狀態通常是爐冷、空冷或 模冷。其組織以下貝氏體為主。但隨冷卻的不同也可能 出現板條馬氏體和無碳貝氏體。
下貝氏體和板條馬氏體均為板條狀,在很多情況 下是相間排列的,在光鏡下很難區分。其特徵如下:
M-A組織是在貝氏體、馬氏體基底上分布的顆粒 組織。這是由於碳濃度偏析在冷卻轉變中形成的富碳 奧氏體區,在隨後的冷卻中部分轉變為馬氏體,部分保 持奧氏體狀態而構成。M-A組織通常在光鏡中可以辨 認,呈不規則顆粒,分布在貝氏體鐵素體內或晶界上。 隨轉變溫度的降低,顆粒變細變小。馬氏體中也可以出 現M-A組織,但只能由電鏡加以辨別。而在 55SiMnMo鋼的無碳貝氏體上M-A已演變成塊狀組 織。M-A組織硬度、強度均高於基底。但少量小顆粒的 M-A組織對常規性能沒有明顯影響。
無碳貝氏體是中碳貝氏體鋼55SiMnMo正火態 的主要組織。鐵素體和富碳奧氏體組成條片相間的貝 氏體組織,在相內和相間均無碳化物析出。經測定此種 無碳貝氏體中含奧氏體約30%(體積分數)。奧氏體的 含碳量可達w=1.5%。
『玖』 什麼是貝氏體
鋼在奧氏體化後被過冷到珠光體轉變溫度區間以下,馬氏體轉變溫度區間以上這一中溫度區間(所謂「貝氏體轉變溫度區間」)轉變而成的由鐵素體及其內分布著彌散的碳化物所形成的亞穩組織,即貝氏體轉變的產物。
30年代初美國人e.c.n等發現低合金鋼在中溫等溫下可獲得一種高溫轉變及低溫轉變相異的組織後被人們稱為貝氏體。
該組織具有較高的強韌性配合。在硬度相同的情況下貝氏體組織的耐磨性明顯優於馬氏體,因此在鋼鐵材料中基體組織獲得貝氏體是人們追求的目標。
貝氏體等溫淬火:是將鋼件奧氏體化,使之快冷到貝氏體轉變溫度區間(260~400℃)等溫保持,使奧氏體轉變為貝氏體的淬火工藝,有時也叫等溫淬火。一般保溫時間為30~60min。
貝氏體;貝茵體;nite
又稱貝茵體。鋼中相形態之一。鋼過冷奧氏體的中溫(ms~550℃)轉變產物,α-fe和fe3c
的復相組織。用符號b表示。貝氏體轉變溫度介於珠光體轉變與馬氏體轉變之間。在貝氏體轉變溫度偏高區域轉變產物叫上貝氏體(up
-nite)(350℃~550℃),其外觀形貌似羽毛狀,也稱羽毛狀貝氏體。沖擊韌性較差,生產上應力求避免。在貝氏體轉變溫度下端偏低溫度區域轉變產物叫下貝氏體(ms~350℃)。其沖擊韌性較好。為提高韌性,生產上應通過熱處理控制獲得下貝氏體。
『拾』 鐵碳合金介紹下什麼是馬氏體和貝氏體
馬氏體(martensite)是黑色金屬材料的一種組織名稱。
馬氏體最初是在鋼(中、高碳鋼)中發現的:將鋼加熱到一定溫度(形成奧氏體)後經迅速冷卻(淬火),得到的能使鋼變硬、增強的一種淬火組織。30年代初美國人E.C.Bain等發現低合金鋼在中溫等溫下可獲得一種高溫轉變及低溫轉變相異的組織後被人們稱為貝氏體。
該組織具有較高的強韌性配合。在硬度相同的情況下貝氏體組織的耐磨性明顯優於馬氏體,因此在鋼鐵材料中基體組織獲得貝氏體是人們追求的目標。
貝氏體等溫淬火:是將鋼件奧氏體化,使之快冷到貝氏體轉變溫度區間(260~400℃)等溫保持,使奧氏體轉變為貝氏體的淬火工藝,有時也叫等溫淬火。一般保溫時間為30~60min。
貝氏體;貝茵體;nite
又稱貝茵體。鋼中相形態之一。鋼過冷奧氏體的中溫(350~550℃)轉變產物,α-Fe和Fe3C
的復相組織。貝氏體轉變溫度介於珠光體轉變與馬氏體轉變之間。在貝氏體轉變溫度偏高區域轉變產物叫上貝氏體(up
-nite),其外觀形貌似羽毛狀,也稱羽毛狀貝氏體。沖擊韌性較差,生產上應力求避免。在貝氏體轉變溫度下端偏低溫度區域轉變產物叫下貝氏體。其沖擊韌性較好。為提高韌性,生產上應通過熱處理控制獲得下貝氏體。