贝氏体的形貌特征和形成条件是什么？

贝氏体的形貌特性:

形态：

羽毛状、粒状、柱状、板条状、针状、片状、竹叶状、正三角形、N形、蝴蝶形等。

性能：硬度大、韧性好

特征： 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。

贝氏体的形成条件

一般情况下，将过冷奥氏体在中温范围内形成的由铁素体和渗碳体组成的非层状组织统称为贝氏体。奥氏体钢等温淬火后的产物，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。

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。

一、组织差别

1、马氏体的晶体结构为体心四方结构（BCT）；

马氏体的三维组织形态通常有片状(plate)或者板条状(lath)，片状马氏体在金相观察中（二维）通常表现为针状（needle-shaped），板条状马氏体在金相观察中为细长的条状或板状；

2、贝氏体组织形态极为复杂；分上贝氏体、下贝氏体；

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；

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；

3、珠光体其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替叠压的层状复相物，也称片状珠光体；在球化退火条件下，珠光体中的渗碳体也可呈粒状,这样的珠光体称为粒状珠光体；

二、性能差别

1、马氏体机械性能的显著特点是具有高硬度和高强度。马氏体的硬度主要取决于马氏体的含碳质量分数。马氏体的硬度随质量分数的增加而升高，当含碳质量分数达到0.6%时，淬火钢硬度接近最大值，含碳质量分数进一步增加；

板条状马氏体不但具有很高的强度而且具有良好的塑性和韧性，同时还具有低的脆性转变温度，其缺口敏感性和过载敏感性都较低；

2、贝氏体在低温处理后，由于奥氏体在较低温度时强度逐渐增加和转变过程中自由能的变化使得生成的贝氏体铁素体板条只有30～65nm厚；

贝氏体铁素体中有多达0.3%的碳含量，随温度的不同，应力强度、抗拉强度、断裂韧性以及伸长率发生变化。应力强度高于1.2GPa，抗拉强度为1.77～2.2GPa，随着强度的增加，断裂韧性和伸长率有所下降；

3、珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间，强韧性较好。其抗拉强度为750 ~900MPa，180 ~280HBS，伸长率为20 ~25%，冲击功为24 ~32J。

力学性能介于铁素体与渗碳体之间，强度较高，硬度适中，塑性和韧性较好σb=770MPa，180HBS，δ=20%~35%，AKU=24~32J)；

珠光体的机械性能介于铁素体和渗碳体之间，强度、硬度适中，并不脆，这是因为珠光体中的渗碳体量比铁素体量少得多的缘故。

扩展资料：

马氏体不锈钢：

马氏体不锈钢是一类可以通过热处理（淬火、回火）对其性能进行调整的不锈钢，通俗地讲，是一类可硬化的不锈钢。

这种特性决定了这类钢必须具备两个基本条件：

一是在平衡相图中必须有奥氏体相区存在，在该区域温度范围内进行长时间加热，使碳化物固溶到钢中之后，进行淬火形成马氏体，也就是化学成分必须控制在γ或γ+α相区；

二是要使合金形成耐腐蚀和氧化的钝化膜，铬含量必须在10.5%以上。

按合金元素的差别，可分为马氏体铬不锈钢和马氏体铬镍不锈钢。

参考资料来源：百度百科——马氏体

参考资料来源：百度百科——贝氏体

参考资料来源：百度百科——珠光体

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