贝氏体的组织形貌:
钢、铸铁及铁合金中的贝氏体组织形态极为复杂,这与贝氏体相变的中间过渡性特征有直接的关系。钢中的贝氏体本质上是以贝氏体铁素体为基体,其上分布着θ渗碳体(或ε碳化物)或残留奥氏体等相构成的有机结合体。是贝氏体铁素体(BF)、碳化物、残余奥氏体、马氏体等相构成一个复杂的整合组织。
1、超低碳钢的贝氏体组织形貌
近年来,对于碳含量2、上贝氏体的组织形貌
上贝氏体是在贝氏体转变温度区的上部(Bs~鼻温)形成的,形貌各异,有羽毛状贝氏体、无碳贝氏体、粒状贝氏体等。
无碳贝氏体,这种贝氏体在低碳低合金钢中出现几率较多。当上贝氏体组织中只有贝氏体铁素体和残留奥氏体而不存在碳化物时,称其为无碳化物贝氏体,或简称无碳贝氏体。
无碳贝氏体中的铁素体片条大多平行排列,其尺寸及间距较宽,片条间是富碳奥氏体,或其冷却过程的产物。将35CrMo钢经过950℃奥氏体化后,于530℃等温10min,得到无碳贝氏体,由贝氏体铁素体(BF)片条+残留奥氏体(γ')组成。
贝氏体铁素体(α)的形状不规则,并非全部为片条状,而是有的呈块状,有的BF与γ'的界面呈锯齿状。铁素体片条之间为富碳γ相,由于碳含量增高,又含有Cr、Mo合金元素,再加之转变为α相后,比容增大,γ相受挤压,因而富碳γ趋于稳定,故不能再发生转变而残留下来。
在硅钢和铝钢中,由于Si、Al不溶于渗碳体中,Si、Al原子不扩散离去则难以形成渗碳体。因此,在这类钢的上贝氏体转变中,不析出渗碳体,常常在室温时还保留残余奥氏体,形成无碳贝氏体。
在低碳合金钢中,形成贝氏体铁素体后,渗碳体尚未析出,贝氏体铁素体间仍为奥氏体,碳原子不断向奥氏体中扩散富集。由于相变体积膨胀,贝氏体铁素体间的富碳奥氏体受胁迫,而趋于稳定,最后保留下来,形成了无碳化物贝氏体。
粒状贝氏体,当过冷奥氏体在上贝氏体温度区等温时,析出贝氏体铁素体(BF)后,由于碳原子离开铁素体扩散到奥氏体中,使奥氏体中不均匀地富碳,且稳定性增加,难以再继续转变为贝氏体铁素体。这些奥氏体区域一般呈粒状或长条状,即所谓岛状,分布在贝氏体铁素体基体上。这种富碳的奥氏体在冷却过程中,可以部分地转变为马氏体,形成所谓(M/A)岛。这种由BF+(M/A)岛构成的整合组织称为粒状贝氏体。
羽毛状上贝氏体,羽毛状贝氏体中存在渗碳体,属于有碳化物贝氏体一类是经典的贝氏体组织,近年来有了新的观察。羽毛状上贝氏体是由条片状贝氏体铁素体和条间分布的渗碳体组成。经典上贝氏体的组织形貌呈现羽毛状,是BF+θ-M3C的整合组织。将GCr15钢奥氏体化后,于450℃等温40s,然后水冷淬火,得到贝氏体+马氏体的整合组织。
羽毛状贝氏体随着转变温度的降低和钢中含碳量的增高,片条状铁素体(BF)变薄,位错密度增高,渗碳体片变细,或颗粒变小,弥散度增加。
3、下贝氏体组织形貌
下贝氏体组织中也有无碳贝氏体和有碳贝氏体。在高碳钢和高合金铬钼钢中易获得有碳化物贝氏体组织,在含有Si元素较多的钢中,其下贝氏体为无碳贝氏体。下贝氏体是在贝氏体相变温度区的下部(贝氏体C曲线“鼻温”以下)形成的。呈条片状,或竹叶状,片间互相呈交角相遇。