贝氏体与贝氏体相变PDF电子书下载

1　过冷奥氏体转变的复杂性 1

1.1　过冷奥氏体转变 1

1.1.1 非线性相互作用 3

1.1.2　相变的复杂性 6

1.1.3　组织、性能的多样性 7

1.2　过冷奥氏体转变的自组织及转变类型 8

1.2.1 相变自组织的条件 8

1.2.2　过冷奥氏体转变的自组织功能 9

1.2.3　过冷奥氏体转变的类型 11

1.3　过冷奥氏体转变贯序 13

1.3.1 高温区到中温区的过渡 13

1.3.2 两相共析形核向单相形核的演化 14

1.3.3　组织形貌和亚结构的演化 15

参考文献 18

2　贝氏体组织形貌和亚结构 19

2.1　概述 19

2.1.1 贝氏体组织的分类 19

2.1.2 贝氏体组织的基本特征 20

2.2　铁基贝氏体的组织形貌 21

2.2.1 超低碳贝氏体的组织形貌 21

2.2.2　上贝氏体组织形貌 24

2.2.3 下贝氏体组织形貌 28

2.2.4 贝氏体组织的复杂性和多样性 32

2.2.5　魏氏组织 35

2.3　贝氏体铁素体的亚结构 37

2.3.1 贝氏体组织中的精细亚结构 37

2.3.2 贝氏体铁素体中的位错和孪晶 42

2.3.3 贝氏体中的中脊 44

2.4　贝氏体碳化物的形貌 46

2.4.1 上贝氏体中的碳化物形貌 47

2.4.2 下贝氏体中的碳化物形貌 49

2.5 贝氏体中的位向关系 51

2.5.1 贝氏体铁素体的位向关系 52

2.5.2 贝氏体中碳化物的位向关系 53

2.5.3 贝氏体铁素体惯习面 55

2.6　有色合金中的贝氏体 55

2.6.1 Cu-Zn系合金中的贝氏体 56

2.6.2　Ag-Cd合金中的贝氏体 58

2.6.3　U-Cr合金中的贝氏体 58

2.6.4　Ag-Zn合金中的贝氏体 59

参考文献 60

3　块状相变 61

3.1　金属的块状相变 61

3.1.1 块状相变的定义 61

3.1.2　纯金属及合金中的块状相变 62

3.1.3　替换式固溶体中的块状相变 65

3.2　块状相变的形核长大 67

3.2.1　块状相变的形核 67

3.2.2　块状相变的长大 68

3.2.3　块状相变机制 68

3.3　块状相变与贝氏体相变的关系 70

3.3.1 块状相变与贝氏体相变的亲缘关系 70

3.3.2　成分不变的非协同型转变 71

参考文献 71

4　贝氏体相变热力学 73

4.1 贝氏体相变热力学条件 74

4.1.1 相图与自由焓变化 74

4.1.2 贫碳区和贝氏体铁素体中的碳含量 74

4.2　贝氏体相变热力学计算 76

4.2.1　相变驱动力的计算模型 76

4.2.2　相变驱动力的计算结果及分析 78

4.2.3　按切变机制计算相变驱动力 81

4.2.4 γ→αB＋γ1→BF＋γ1计算模型和分析 82

4.3　相变热力学与相变机制的关系 85

4.3.1 原子位移方式与相变机制 86

4.3.2　原子非协同热激活跃迁无扩散型转变 86

参考文献 87

5　贝氏体相变动力学 89

5.1 贝氏体相变动力学图特征 89

5.1.1 珠光体到贝氏体相变的演化 90

5.1.2 贝氏体相变速度比共析分解快的动力学图 92

5.1.3 贝氏体相变动力学具有变温性和等温性的双重特征 94

5.1.4 贝氏体相变速度较共析分解慢的TTT图 95

5.1.5 上、下贝氏体具有独立的相变动力学曲线 97

5.1.6 具有宽广“海湾区”的TTT图 99

5.2　贝氏体相变动力学图类型 100

5.2.1 共析分解和贝氏体相变C曲线相互重叠（类型一） 101

5.2.2 珠光体C曲线与贝氏体C曲线逐渐分离形成“海湾区”（类型二） 102

5.2.3 合金结构钢的贝氏体C曲线普遍在珠光体C曲线的左方（类型三） 104

5.2.4　渗碳后贝氏体TTT曲线右移（类型四） 105

5.2.5 贝氏体C曲线严重右移直至消失（类型五） 108

5.3　影响贝氏体转变动力学的因素 109

5.3.1 奥氏体化温度的影响 109

5.3.2　合金元素对γ→α转变的影响 110

5.3.3 偏聚现象对贝氏体相变动力学的影响 111

参考文献 113

6　各类相变的联系和区别 115

6.1　过冷奥氏体的共析分解 115

6.1.1 珠光体的组织形貌和定义 115

6.1.2　珠光体的晶体学关系 120

6.1.3　共析分解机理 121

6.2　贝氏体相变与共析分解的区别 131

6.2.1 珠光体和贝氏体的相组成物 131

6.2.2 两种相变的晶核 132

6.2.3 两种相变产物的形貌 133

6.2.4　珠光体和贝氏体的亚结构 133

6.2.5 两种相变产物的位向关系 135

6.2.6　其他 136

6.3　马氏体相变 136

6.3.1 马氏体相变的特征 136

6.3.2　马氏体相变的判据 140

6.3.3 马氏体相变与马氏体的定义 140

6.3.4 马氏体相变与贝氏体相变的区别 141

参考文献 141

7　贝氏体相变的特征及定义 143

7.1 贝氏体相变的过渡性 143

7.1.1 过冷奥氏体转变的中间过渡环节——贝氏体相变 143

7.1.2 上贝氏体转变和珠光体分解的联系与区别 144

7.1.3 下贝氏体转变和马氏体相变的联系与区别 146

7.1.4 贝氏体的组成相和形貌的过渡性 147

7.1.5 变温转变和等温转变的动力学特征 149

7.1.6　亚结构的过渡性 151

7.2　贝氏体相变的其他特征 152

7.2.　1表面浮凸现象 152

7.2.2 贝氏体相变的不彻底性 152

7.2.3 贝氏体相变具有Bs、Bf点 153

7.2.4 贝氏体碳化物（Bc）的特点 153

7.2.5 贝氏体铁素体亚结构特征 153

7.2.6 贝氏体相变的晶体学特征 155

7.2.7　相变机制、原子位移方式的特征 156

7.3 贝氏体和贝氏体相变的定义 156

7.3.1 以往的贝氏体定义 157

7.3.2 贝氏体和贝氏体相变的新定义 158

参考文献 159

8　中温区原子位移方式与相变的关系 161

8.1　扩散的定义和基本规律 161

8.1.1 扩散的本质和定义 161

8.1.2　扩散定律 162

8.1.3　扩散系数 163

8.1.4　扩散机理 165

8.2　原子位移的热力学分析 169

8.2.1 扩散的驱动力 169

8.2.2　各种化学势梯度下原子的位移 170

8.3　原子非协同热激活跃迁位移 170

8.4　原子的位移方式与相变机制 173

8.4.1 温度对原子位移方式的影响 174

8.4.2　奥氏体形成阶段原子的扩散 175

8.4.3　过冷奥氏体共析分解反应阶段的扩散 175

8.4.4 贝氏体相变阶段原子的位移 176

8.4.5 马氏体相变阶段 177

8.4.6　碳原子的长程扩散 178

8.4.7　体扩散和晶界扩散 178

8.4.8　合金元素对碳原子扩散的影响 180

8.4.9　合金元素的扩散 181

8.4.10　铁原子的自扩散 181

8.4.11 原子的位移与相变机制的关系 182

参考文献 183

9　贝氏体相变机制 185

9.1 概述 185

9.1.1 贝氏体相变的切变学说 185

9.1.2 贝氏体相变的台阶-扩散学说 186

9.1.3　扩散-切变复合观点 186

9.1.4　切变扩散整合机制——非协同热激活跃迁机制 186

9.2　超低碳钢的贝氏体相变 187

9.2.1 超低碳贝氏体的制备 187

9.2.2　块状相变的组织形貌 188

9.2.3 超低碳贝氏体的组织形貌和亚结构 189

9.2.4　超低碳贝氏体组织形成机理 191

9.2.5 转变温度对超低碳贝氏体形貌的影响 194

9.3　过冷奥氏体中的贫碳区 195

9.3.1 奥氏体化学成分的不均匀性 195

9.3.2　贫碳区 197

9.3.3 钢中贝氏体相变 198

9.4　贝氏体铁素体的形核 199

9.4.1 贝氏体铁素体的形核地点 200

9.4.2 贝氏体铁素体晶核尺度的推测 202

9.4.3 贫碳区的形成 204

9.4.4 贝氏体铁素体（BF）晶核的形成机理 205

9.5 贝氏体铁素体晶核的长大 207

9.5.1 贝氏体长大的各种机制 207

9.5.2 贝氏体铁素体（BF）长大的试验观察 210

9.5.3 上贝氏体铁素体长大速度和长大机制 213

9.5.4 贝氏体形核长大过程 216

9.6　贝氏体碳化物形成机理 218

9.6.1 贝氏体碳化物类型 219

9.6.2 贝氏体碳化物的来源 220

9.6.3 贝氏体碳化物的形核 224

9.6.4 贝氏体碳化物的长大 225

9.6.5 贝氏体碳化物形核长大时原子的位移 227

9.7　碳含量对贝氏体组织形貌的影响 228

9.7.1 不同碳含量钢的中温转变组织形貌 228

9.7.2 贝氏体形貌随碳含量增加而演化 234

9.7.3　碳含量对贝氏体形貌的影响机制 234

9.8　非协同热激活跃迁机制要点 237

9.8.1 涨落 237

9.8.2 贫碳区及碳原子扩散控制 237

9.8.3 贝氏体铁素体形成的相变阻力和驱动力 238

9.8.4 贝氏体铁素体的形核长大 238

9.8.5 贝氏体碳化物的形核长大 239

9.8.6 贝氏体组织形成过程 239

参考文献 240

10　过冷奥氏体转变产物的表面浮凸 243

10.1　珠光体表面浮凸 243

10.1.1 扫描电子显微镜观察 244

10.1.2　扫描隧道显微镜观察 244

10.1.3　金相显微镜观察 246

10.1.4　珠光体组织浮凸的尺寸 247

10.2　魏氏组织表面浮凸 248

10.3　贝氏体表面浮凸 249

10.3.1 贝氏体表面浮凸的扫描电子显微镜观察 249

10.3.2　扫描隧道显微镜观察 250

10.4　马氏体表面浮凸 253

10.4.1 片状马氏体表面浮凸 253

10.4.2　板条状马氏体的表面浮凸 255

10.5　表面浮凸形成机理 256

10.5.1 产生浮凸的根本原因 256

10.5.2　表面浮凸与相变机制 259

参考文献 260

11　工业用钢的贝氏体组织及形成 261

11.1　60Si2CrV钢的贝氏体组织及形成 261

11.1.1 60Si2CrV钢的贝氏体组织结构 261

11.1.2　60Si2CrV钢的贝氏体形成过程 264

11.2　34CrNi3MoV钢贝氏体组织及形成 266

11.2.1 34CrNi3MoV钢 266

11.2.2　34CrNi3MoV钢的贝氏体组织及形成 268

11.3　12CrMoV钢的贝氏体组织及形成 270

11.3.1 12CrMoV钢的等温淬火组织 270

11.3.2 贝氏体铁素体的形成 272

11.4　20CrMo钢的贝氏体组织及形成 273

11.4.1　20CrMo钢物理参数 273

11.4.2　20CrMo钢的等温淬火组织 275

11.5　35CrMo钢贝氏体组织及形成 277

11.5.1　35CrMo钢的物理参数 277

11.5.2　35CrMo钢的贝氏体相变 278

11.6　S7钢的贝氏体组织及形成 283

11.6.1 S7钢的TTT图 283

11.6.2　S7钢的贝氏体组织形貌 285

11.6.3　S7钢贝氏体组织形成 286

11.7　GCr18Mo、GCr15轴承钢贝氏体组织及形成 287

11.7.1 GCr18Mo及GCr15钢的化学成分及物理参数 287

11.7.2　GCr18Mo钢的贝氏体组织与硬度 288

11.7.3　GCr15钢的贝氏体组织 292

参考文献 295

名词术语 296