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第十三章：贝氏体相变
钢中贝氏体是过冷奥氏体在中温区转变的产物，这由钢的冷却转变图(“C曲线”或CCT曲
线)得知。其转变温度位于珠光体温度和马氏体转变温度之间，因此称为中温转变。这种转
变的动力学特征和产物的组织形态，兼有扩散型转变和非扩散型转变的特征，称为半扩散型
相变。
一般将具有一定过饱和度的α相和FeC组成的非层状组织称为贝氏体。
3
§13-1贝氏体转变的热力学
G
钢中过冷奥氏体转变为贝氏体，必须满足：
ΔG=G-G≤0
Bγ
贝氏体转变属于半扩散型相变，除新相表面能Sσ外，还有母相与新相比容不同产生的应变
能和维持两相共格关系的弹性应变能εV，则贝氏体形成时系统自由能也可以表示为：
ΔG=VΔg+Sσ+εV≤0
v
与马氏体相变比较，贝氏体转变时碳的扩散降低了α相的过饱和含碳量，弹性应变能εV减
小；碳的脱溶使贝氏体与奥氏体的比容差降低，相变时由于体积变化引起的应变能减小，使
α相的自由能降低，新相与母相自由能差ΔG增加，相变驱动力增大，因此贝氏体转变开始
温度B在M之上。
ss
另外，与珠光体转变相比，贝氏体形成时α相的过饱和程度比珠光体α相的过饱和程度大，
新相与母相的弹性应变能εV比珠光体转变时的弹性应变能εV大，贝氏体转变开始温度B
s
在P之下。因此，贝氏体转变的开始温度介于M和P之间。
sss
图13-2
§13-2贝氏体的组织形态
一、上贝氏体
过饱和的平行条状α相和夹于α相条间的断续条状FeC的混合物。形状如羽毛，又称羽毛
3
状贝氏体。在原奥氏体晶界形核，沿晶界一侧或两侧向晶内长大。见图13-2。
(1)形成温度：中高碳钢350~550℃；又称高温贝氏体；形成温度低，α相条变薄，碳化物弥
散度增大，细化晶粒。
(2)亚结构：位错缠解。比板条马氏体低2~3个数量级，形成温度越低，位错密度越大。
(3)光镜下，α相呈条状或针状，少数呈椭圆状或矩形；电镜下清晰可见断续条状FeC分布
3
于α相条间，也可能分布在α相条内。
(4)C%增加，α相条增多、变薄，FeC量增加、变细，碳化物由粒状→链珠状→断续条状。
3
合金元素Si、Al、增加奥氏体的稳定性，抑制FeC析出，使残余奥氏体数量增多。
3
二、下贝氏体
过饱和的片状α相和其内部沉淀的FeC的混合物。形状为针状、片状或竹叶状。各针状物
3
间有一定交角。碳化物细小、弥散，呈粒状和细片状排列成行，与α相长轴方向成55˚~65˚。
(1)形成温度：中高碳钢350℃~M；又称低温贝氏体。
s
(2)亚结构：缠解位错。比上贝氏体位错密度高，未发现孪晶。
(3)光镜下，α相呈暗黑色针状或片状，各针状有一定交角；电镜下清晰可见排列成行的粒
状或片状FeC分布于α相条内，与α相长轴方向交成55˚~60˚，也可能分布在α相条外。
3
(4)下贝氏体α相内含有过饱和C原子，其固溶量比上贝氏体高。上贝氏体的α相平行，下
贝氏体的α相有交角。
l双磨面金相分析——对同一试样的两个垂直表面进行金相观察，以分析组成物的立体形态。
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二、贝氏体分类
关于贝氏体分类目前很难统一
(1)按光镜组织则以α相形貌为依据。α相成簇分布呈条状为上贝氏体；呈针状或片状为下
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