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Chap5贝氏体相变和贝氏体
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3、贝氏体相变有表面浮凸
表面浮凸
干涉图像
上贝氏体、下贝氏体相变均有表面浮凸现象
4、贝氏体相变产物
贝氏体本质上是铁素体和θ-渗碳体（或ε-碳化物）的混合组织。组织中常夹。
2）在中温区，贝氏体相变与碳原子的扩散有密切的关系。贝氏体相变受碳原子扩散控制。
一般认为：铁原子和置换原子是不扩散的。
3）切变学派认为：铁原子和替换原子是切变位移；而扩散学派则认为：铁原子和置换原子进行台阶扩散位移。
上贝氏体和下贝氏体可能有两种不同的转变机制
测定表明，碳在奥氏体中和铁素体中的扩散激活能分别为126KJ/mol，84KJ/mol。
专门测定上贝氏体、下贝氏体转变激活能各为126KJ/mol，75KJ/mol。
据此分析，上贝氏体、下贝氏体转变分别受碳在奥氏体及铁素体中的扩散所控制，这表明，上贝氏体和下贝氏体可能是两种不同的转变机制。
（3）贝氏体的形核
贝氏体相变形核是单相，即贝氏体铁素体（BF）。
按照固态相变的一般规律，贝氏体铁素体的形核是非均匀形核。
金相观察表明，上贝氏体一般在奥氏体晶界处形核；而下贝氏体一般在奥氏体的晶内形核，也可在晶界形核。
（a）SEM, 34CrNi3Mo钢的上贝氏体在晶界形核并长大，（b）LOM,渗碳后的18CrNiW钢的下贝氏体在晶界形核，晶内激发形核。
SEM 34CrNi3Mo钢贝氏体在奥氏体晶界形核并长大
激发形核
在贝氏体铁素体片条的长大过程中，存在激发形核现象。随着贝氏体铁素体片条的加厚，相变引起的应力和应变急遽增大，其切变应力若高于贝氏体相变驱动力时，贝氏体相变将要停滞，这时，在所形成的贝氏体亚单元附近、应力集中的区域形成另一个贝氏体晶核，该过程为应力激发形核。应力激发形核消耗了部分应变能，获得了额外相变驱动力。该过程与马氏体激发形核相似。实验表明，钢中的贝氏体片条几乎都是由亚片条、亚单元、或超细亚单元组成，表明激发形核的客观存在。
贝氏体铁素体晶核尺度的推测
贝氏体铁素体晶核的大小难以实际观察到。但从贝氏体铁素体的亚单元的大小可以推测晶核的尺度。
BF片条由亚片条组成，亚片条由亚单元组成，亚单元由超亚单元组成。观测表明：亚单元的宽度约70nm，～ ；亚单元由更细小的超亚单元组成，宽度20～30nm。
近年来试验发现，贝氏体中存在精细孪晶。观测表明，上贝氏体铁素体中孪晶片厚度为2～10nm；下贝氏体的孪晶片厚度为2～3nm。
晶核的尺寸应当比亚单元和孪晶片更小。据此推测贝氏体铁素体的临界晶核的尺度在2nm以下。
BF亚片条、亚单元的电镜照片
BF的亚单元 BF的亚片条 孪晶
（5）原子热激活跃迁使BF形核长大
依靠铁原子和替换原子的热激活跃迁，贝氏体铁素体形核很快，孕育期很短。这与实验数据和计算结果相符。
若按扩散理论计算（500℃等温时）形成一片BF需要时间为508s。实测t实＝。两者相差3个数量级。
贝氏体长大
亚单元重复切变形成贝氏体束示意图
无碳贝氏体形核及长大示意图
各个贝氏体铁素体片条之间的奥氏体中，不断富集碳，而且受铁素体片条的多向压应力，因而这些富碳的奥氏体越来越稳定，如果渗碳体也难以析出，则最后将残留下来，形成了贝氏体铁素体片条＋富碳的残留奥氏体的混合组织，即无碳化物贝氏体（BF+A′）
羽毛状贝氏体的形成过程
与无碳化物贝氏体形成过程相似。区别在于从富碳奥氏体中析出了渗碳体分布在贝氏体铁素体片条之间。由于渗碳体（%C）形核需要较高的碳浓度涨落，由于碳原子进行长程扩散，这显然需要时间，因此，渗碳体形核困难，长大也慢，难以形成片状，只能长大到细小的颗粒而终止，因此，在贝氏体铁素体片条之间分布着细小的渗碳体颗粒，呈现羽毛状。
下贝氏体的形成过程
与上贝氏体不同。形核地点可在晶界，也可在晶内的缺陷处。也是首先通过涨落产生贫碳区，贫碳奥氏体区的Ms点较高，那么，在贫碳区中将以切変方式形核，并且迅速长大为片状的亚单元。亚单元片侧面是富碳奥氏体，它可能析出ε-碳化物，也可能稳定，不足以沉淀析出碳化物。如果析出了碳化物，消耗了碳原子，而又一次贫碳，这有助于形成第二片亚单元。这样，在亚单元侧面不断重复切変形成亚单元，而构成一片下贝氏体铁素体。
按照切变机制，位错滑移切变或孪生切变形成贝氏体亚单元，亚单元组成下贝氏体片条。相变结果产生精细孪晶和高密度位错。
在亚单元的边界上沉淀析出渗碳体或ε-碳化物，碳化物排列的方向与下贝氏体片的主轴约成55°～60°夹角。
下贝氏体片长大示意图