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下贝氏体和上贝氏体在组织和性能上有何区别呢,

上贝氏体-过饱和针状铁素体和渗碳体的混合物,渗碳体在铁素体针间。过冷奥氏体在中温(约350~550℃)的相变产物,其典型形态是一束大致平行铁素体板条,并在各板条间分布着沿板条长轴方向排列的碳化物短棒或小片;典型上贝氏体呈羽毛状,晶界为对称轴,由于方位不同,羽毛可对称或不对称,铁素体羽毛可呈针状、点状、块状。若是高碳高合金钢,看不清针状羽毛;中碳中合金钢,针状羽毛较清楚;低碳低合金钢,羽毛很清楚,针粗。一般不穿晶,只在一个晶粒内。 上贝氏体的渗碳体是以片状分布在界面,很大程度上降低了材料的塑性和韧性。
下贝氏体-同上,但渗碳体在铁素体针内。过冷奥氏体在350℃~Ms的转变产物。其典型形态是双凸透镜状含过饱和碳的铁素体,并在其内分布着单方向排列的碳化物小薄片;在晶内呈针状,针叶不交叉,但可交接。下贝氏体在性能上和马氏体接近,强度,硬度较高,其渗碳体以弥散的质点相分布在基体中,有很不错的强韧性,综合性能较好。


关于贝氏体:
(1)上贝氏体 为过冷奥氏体在550~400℃温区等温形成的一种组织,由铁素体和渗碳体组成,在光学显微镜下观察,呈羽毛状。上贝氏体常沿奥氏体晶界形核,向晶内发展。从电子显微照片上可以看到:在平行的铁素体条间有短棒状或串珠状渗碳体断续分布,其硬度为35~45HRC。上贝氏体的铁素体内含有一定程度的过饱和碳量,具有体心立方点阵,与奥氏体保持严格的晶格学位向关系,过去认为是西山关系,进一步研究证明为K-S关系,其惯习面为(111)A。在磨光的试样表面呈现浮凸。上贝氏体机械性能低劣,使用价值不大。
(2)下贝氏体 下贝氏体为过冷奥氏体于400~200℃温区形成的一种组织。其组织形态与上贝氏体明显不同,类似于片状马氏体的回火组织。在光学显微镜下呈黑色片状(针状或竹叶状),互成一定角度。在电子显微镜下观察或X射线结构分析:这种组织乃是由过饱和α固溶体与其长轴成50~60o角度分布的碳化物质点形成。其硬度为45~50HRC。双面金相分析表明:下贝氏体铁素体的立体形态为双凸镜状。下贝氏体铁素体具有较高的碳过饱和度,有的含碳量高达0.2%,晶体结构为体心立方点阵。其内部析出的碳化物不是渗碳体,而是ε相(Fe2.4C),属六方晶系。下贝氏体中铁素体与母相奥氏体保持严格的晶体学位向关系(K-S关系),惯习面为(225)A。其亚结构为高密度位错,在磨光的试样表面亦呈现浮凸。可见,下贝氏体形成亦具有切变特征。下贝氏体具有优良的强韧性,硬度和耐磨性也很高,缺口敏感性和脆性

转变温度较低,是一种理想的淬火组织,具有很高的实用价值。因此,以获得这种组织为目的的等温淬火工艺,在生产中得到了广泛的应用。
(3)无碳贝氏体 又称无碳化物贝氏体,产生于亚共析钢,特别是低碳钢中。一般钢经高温奥氏体化后,晶粒粗大,过冷至贝氏体形成温区上部,大约在600~500℃之间可形成无碳贝氏体。研究表明:无碳贝氏体的形成往往有一定条件。一是在硅钢和铝钢中,由于Si和Al抑制渗碳体形成,因而这类钢发生上贝氏体转变时,铁素体条间的奥氏体一直保留至室温,而不析出渗碳体,即铁素体条间存在奥氏体薄膜;二是低碳钢和低碳合金钢在高温区等温时,当相互平行的铁素体形成之后,碳充分向奥氏体中扩散,同时相变驱动力不足以形成更多的铁素体,其条间仍保持奥氏体,形成了无碳,使剩余奥氏体含碳量增高。又因过冷度小,相变驱动力又不足以形成更多的铁素体,因而铁素体条间的奥氏体残留下来,最后得到无碳贝氏体。无碳贝氏体中的铁素体与奥氏体之间也保持严格的晶体学位向关系,其亚结构为位错,在抛光的表面也形成浮凸。无碳贝氏体强度较低,韧性虽略高于上贝氏体,但也不是理想组织。
(4)粒状贝氏体 粒状贝氏体形成于上贝氏体的上限温区。粒状贝氏体的金相形态为:在光学显微镜下,块状铁素体基体上分布着孤立的“小岛”或“小河”状的高碳奥氏体区。富碳奥氏体区既可分布于铁素体晶粒内,也可分布于铁素体晶界上。研究证明:粒状贝氏体中的岛状富碳奥氏体在继续冷却过程中,随着冷却条件和过冷奥氏体稳定性不同,可发生三种情况的变化。一是部分或全部转变为铁素体和碳化物;二是部分转变为马氏体,这种马氏体含碳量很高,呈片状,其与残余奥氏体组成的岛状组织可以用“M-A”表示;三是富碳奥氏体全部残留下来。初步研究认为:粒状贝氏体中铁素体的亚体结构为位错,但其密度不高,强韧性较好,被应用于生产之中。
综上所述:钢中贝氏体组织形态多种多样,而它们又极易与魏氏组织、条状马氏体,回火马氏体等组织混淆。在研究贝氏体形态或作金相分析时要注意鉴别,将贝氏体与其它组织区分开来。魏氏体组织与上贝氏体很相似,但魏氏组织平行的铁素体片间距较大,铁素体片间为珠光体;而上贝氏体和马氏体也很相似,但上贝氏体比条状马氏体易受浸蚀,在光学显微镜下比回火马氏体颜色更深,且其边缘往往较粗糙;在电子显微镜下观察下贝氏体的碳化物排列比较规则,而回火片状马氏体碳化物沉淀不够规

则。







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