固态相变6.ppt

第四章习题简述上贝氏体在光镜和电镜下形态;简述下贝氏体在光
镜和电镜下形态。

B上在光镜下为羽毛状;在电镜下为一束平行的自A晶界长入晶内
的F条。束内F有小位向差，束间有大角度差，F条与M板条相
近。碳化物分布在铁素体条间，随A中含碳量增高，其形态由粒
状向链状甚至杆状发展。

B下在光镜下的形态与A碳含量有关:碳量低时呈板条状。碳量
高时,呈片状;电镜下片内存在细小碳化物，呈短杆状与F的
长轴成55-60度，成分为Fe3C或Fe2-3C。

简述粒状贝氏体的形成过程及形态。

在一定的冷速范围内连续冷却得到的，组织为(F+A)
的二相混合物。其形态为F基体上分布着小岛状的A.
富碳的A小岛在随后的冷却过程中有三种可能:
◆分解为F与碳化物;
◆转变为M;
◆以A态保留至室温。贝氏体转变有几种可能，试用热力学观点加以分析。

贝氏体转变可有三种可能:
(1)奥氏体分解为平衡浓度的α+Fe3C，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
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Fe3C。

例如：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)中的方式不可能进行，必须以扩散的方式进行相变。

试图解叙述无碳化物贝氏体的转变过程试图解叙述上贝氏体的转变过程。试图解叙述下贝氏体的转变过程。

第六章淬火钢在回火时的转变回火时的转变称为回火转变，可分为下列四种转变:
第一节马氏体的分解

一.马氏体中碳原子的偏聚

马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，存在于体心立方扁
八面体中的碳原子将使晶体点阵产生严重畸变，使马氏体处
于不稳定状态。为了降低能量，在100℃左右，碳原子就偏
聚于位错或孪晶界面，或板条界，形成微小的碳的富集区。

含碳0.21%的Fe-C合金，奥氏体化后淬火,150℃回火10
分钟，用原子探针测得α基底含碳0.03%，而板条马氏体的
条界碳含量为0.42%，说明淬火或回火过程中，碳偏聚于板
条界。表6-1含C1.4%的马氏体回火后点阵常数、正方度与含碳量的变化原因：当温度高于100℃时，随回火温度的升高及时间的延
长，富集区的碳原子发生有序化然后转变为碳化物。随碳化
物的析出，马氏体的含碳量不断减少，正方度c/a不断下降。

1.高碳马氏体分解

(1)双相分解

当温度低于125℃时，回火后可出现两种不同的正方度。

从表中可看出,125℃以下回火得到的二种正方度为:具有
高正方度的保持原始碳浓度的未分解的马氏体以及具有低正
方度的碳已部分析出的α相。双相分解机制:
在碳原子的富集区，形成碳
化物核，周围碳原子的扩散促使
其长大。但由于温度低，进行的
仅仅是近程扩散，从而形成具有
二个浓度的α-Fe，析出的碳化
物粒子也不易长大。
b)在高碳区继续形成新核，随
时间延长，高碳区逐渐变成低碳
区,高碳区减少。
c)低碳区增多，其平均成分将至
0.250.3%，与原始碳量、分解
温度无关。(2)单相分解
当温度高于150℃
时，碳原子扩散能
力加大，α-Fe中
不同浓度可通过长
程扩散消除，析出
的碳化物粒子可从
较远处得到碳原子
而长大。故在分解
过程中，不再存在两种不同碳含量的α相，碳含量和正方度不
断下降，当温度达300℃时，正方度c/a接近1。
2.低碳及中碳马氏体的分解

低碳钢中MS点高，淬火过程中会发生碳原子
偏聚及碳化物析出，这一特征称为自回火。
淬火后,在150℃回火时,不再发生碳化物的析
出。当回火温度高于200℃时，发生单相分解
析出碳化物。

中碳钢正常淬火得到板条与片状马氏体的混
合组织，并有低碳、高碳马氏体特征。
三.碳化物的析出、转变及聚集长大
(2)碳化物转变方式

原位转变—原碳化物发生成分、点阵改组，新、旧相具
有相同析出位置与惯习面。如χ→θ的转变。

(b)独立转变—新相重新形核、长大，使马氏体中含碳量降
低，为维持平衡，细小的旧相溶解，如ε(η)→χ或θ。

ε(η)均匀分布在α‘基底，惯习面为{100}α‘，χ与θ集中于
M内孪晶面,惯习面为{112}α'.2.低碳马氏体中碳化物析出

当碳含量低于0.2%时，在200℃以下回火，仅发生
碳偏聚；在200℃以上回火以及淬成马氏体过程中
的自回火,均析出稳定的θ碳化物。

回火时，在板条内位错缠结处析出细针状碳化物，
沿板条界