珠光体、马氏体和贝氏体的比较
奥氏体、珠光体、贝氏体、马氏体、渗碳体
奥氏体、珠光体、贝氏体、马氏体、渗碳体奥氏体、珠光体、贝氏体、马氏体、渗碳体2011年04月08日奥氏体奥氏体是碳溶解在γ－Fe中的间隙固溶体，常用符号A表示。
它仍保持γ－Fe的面心立方晶格。
其溶碳能力较大，在727℃时溶碳为ωc＝0.77％,1148℃时可溶碳2.11％。
奥氏体是在大于727℃高温下才能稳定存在的组织。
奥氏体塑性好，是绝大多数钢种在高温下进行压力加工时所要求的组织。
奥氏体是没有磁性的。
渗碳体渗碳体是铁与碳形成的金属化合物，其化学式为Fe3C。
渗碳体的含碳量为ωc＝6.69％，熔点为1227℃。
其晶格为复杂的正交晶格，硬度很高HBW＝800，塑性、韧性几乎为零，脆性很大。
在铁碳合金中有不同形态的渗碳体，其数量、形态与分布对铁碳合金的性能有直接影响。
珠光体珠光体是奥氏体发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体。
其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相物，也称片装珠光体。
用符号P表示，含碳量为ωc＝0.77％。
其力学性能介于铁素体与渗碳体之间，决定于珠光体片层间距，即一层铁素体与一层渗碳体厚度和的平均值。
莱氏体莱氏体是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体，其含碳量为ωc＝4.3％。
当温度高于727℃时，莱氏体由奥氏体和渗碳体组成，用符号Ld表示。
在低于727℃时，莱氏体是由珠光体和渗碳体组成，用符号Ld’表示，称为变态莱氏体。
因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所以硬度高，塑性很差。
马氏体分级淬火是将奥氏体化工件先浸入温度稍高或稍低于钢的马氏体点的液态介质（盐浴或碱浴）中，保持适当的时间，待钢件的内、外层都达到介质温度后取出空冷，以获得马氏体组织的淬火工艺，也称分级淬火。
分级淬火由于在分级温度停留到工件内外温度一致后空冷，所以能有效地减少相变应力和热应力，减少淬火变形和开裂倾向。
分级淬火适用于对于变形要求高的合金钢和高合金钢工件，也可用于截面尺寸不大、形状复杂地碳素钢工件。
珠光体、马氏体和贝氏体的比较
珠光体组织形态：主要为片状珠光体，即是由一片铁素体和一片渗碳体交替堆叠而成。
片层方向大致相同的区域构成“珠光体团”。
一个原奥氏体晶粒内部往往有多个“珠光体团”，同一“珠光体团”内片层取向基本相同。
在珠光体形成的温度区间内，过冷度越大，则珠光体片层间距越小。
位相关系：。
马氏体组织形态：主要分为板条状马氏体和片状马氏体。
（1）板条状马氏体显微组织可用图4-13描述从大到小分为原奥氏体晶粒、马氏体板条束、马氏体板条块、马氏体板条、亚结构（高密度位错）。
（2）片状马氏体显微组织如图4-17其空间形态呈双凸透镜片状，显微组织特征为片间不相互平行，其亚结构主要为孪晶。
片状马氏体片的大小完全取决于奥氏体晶粒大小，片间不相互平行，且片中有明显的中脊。
贝氏体组织形态：主要分为上贝氏体和下贝氏体。
（1）上贝氏体为成簇分布的条状铁素体和夹于条间的断续条状或杆状渗碳体的混合物。
（2）下贝氏体呈暗黑色针状或片状，而且各个针状物之间都有一定的交角，在铁素体片内部有规律的分布着不连续的细片状或粒状碳化物，而在铁素体片边界上也可能有少量的渗碳体形成。
珠光体晶体结构：其是由体心立方结构的铁素体和复杂单斜结构的渗碳体组成。
马氏体晶体结构：马氏体中铁原子本来以体心立方结构排列，加入碳原子后其转变为体心四方结构，且晶体常数随碳原子含量的改变而改变。
贝氏体晶体结构：由体心立方的铁素体和复杂晶体结构的渗碳体组成。
珠光体的相组成：由铁素体和渗碳体两相组成。
铁素体和渗碳体都是片状的，一般铁素体层较渗碳体层厚。
铁素体和渗碳体层交替分布，均匀分布在珠光体中。
同一“珠光体团”内片层取向基本平行了。
铁素体位错密度较小，渗碳体中密度更小，但两相交界处的位错密度较高。
马氏体的相组成：由铁素体组成，但铁素体中的碳含量较高（高于%）铁素体呈板条状或片状。
板条状马氏体多个板条（小角度晶界）形成板条块，板条块之间形成大角度晶界。
C原子在体心立方的八面体间隙处分布，且优先占据第三类亚点阵。
贝氏体转变和马氏体转变和珠光体转变的区别
贝氏体转变和马氏体转变和珠光体转变的区别
贝氏体转变、马氏体转变和珠光体转变是金属材料中常见的组织变化，在工程制造和材料科学中都有重要的应用。
贝氏体转变指的是钢材在加热过程中的组织转变，由低温的铁素体转变为高温的贝氏体。
在从铁素体到贝氏体的转变过程中，钢材的微观组织形态发生了重大改变。
钢材的晶粒也随着组织的转变而发生了明显的变化。
钢材在加热过程中晶粒逐渐增大，直到达到最终贝氏体组织。
马氏体转变是一种金属材料的组织转变，由奥氏体向马氏体的转变。
这种组织转变是钢材经过淬火后的过程。
钢材处于高温状态时，铁素体通过加快冷却速度，形成奥氏体，进一步经过淬火、冷却速度更快，就可能形成马氏体。
马氏体对强度和硬度的提升有很大作用。
珠光体转变是一种金属材料的组织转变，由马氏体向珠光体的转变。
当金属材料处于温度较高的状态时，马氏体会缓慢地向珠光体转变。
珠光体的晶粒比马氏体的晶粒要细小得多，这就意味着珠光体的强度和韧性会高于马氏体。
三种转变的区别可以总结如下：
1. 贝氏体转变和马氏体转变是由不同的原因导致的。
贝氏体转变是由温度的变化引起的，而马氏体转变是由冷却速度的变化引起的。
2. 贝氏体和马氏体都是高强度金属材料，但它们的应用场合不同。
贝氏体主要应用于高温下的场合，马氏体主要应用于低温、高应力下的场合。
3. 珠光体转变需要温度较高，速度较缓慢，才能发生。
珠光体对材料的强度和韧性会有很大提升，但需要注意的是，珠光体转变并不能在所有材料中应用。
各种氏体比较
各种氏体比较（奥氏体、马氏体、屈氏体、莱氏体、珠光体、贝氏体、索氏体、铁素体）屈氏体or托氏体多数文献称之为托氏体。
通过奥氏体等温转变所得到的由铁素体与渗碳体组成的极弥散的混合物。
是一种最细的珠光体类型组织，其组织比索氏体组织还细。
钢经淬火后在300~450℃回火所得到的屈氏体称为回火屈氏体。
600-550℃范围内奥氏体等温转变形成，片层间距平均小于0.1μm，即使在高倍光学显微镜下也无法分辨出片层，只有在电子显微镜下才能分辨出层片，与珠光体、索氏体只有粗细之分，并无本之分。
在一般光学显微镜下，只能看到如墨菊装的黑色形态。
当其少量析出时，沿晶界分布，呈黑色网状；当其大量析出时，成大块黑状。
索氏体的耐蚀性较差。
莱氏体（ledeburite）莱氏体是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体，其含碳量为ωc＝4.3％。
当温度高于727℃时，莱氏体由奥氏体和渗碳体组成，用符号Ld表示。
在低于727℃时，莱氏体是由珠光体和渗碳体组成，用符号Ld’表示，称为变态莱氏体。
因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所以硬度高，塑性很差分为高温莱氏体和低温莱氏体两种。
奥氏体和渗碳体组成的机械混合物称高温莱氏体，用符号Ld或（A+Fe3C）表示。
由于其中的奥氏体属高温组织，因此高温莱氏体仅存于727℃以上。
高温莱氏体冷却到727℃以下时，将转变为珠光体和渗碳体机械混合物（P+Fe3C）,称低温莱氏体，用Ld'表示。
莱氏体含碳量为4.3%。
由于莱氏体中含有的渗碳体较多，故性能与渗碳体相近，即极为硬脆。
莱氏体的命名得自Adolf Ledebur (1837-1916)。
关于他，我们只知道他是Bergakademie Freiberg的第一个"Eisenhüttenkunde"教授，并因在1882年发现了铁碳"Mischkristalle" 而闻名。
奥氏体奥氏体是碳溶解在γ－Fe中的间隙固溶体，常用符号A表示。
珠光体、贝氏体、马氏体转变对比
一、组织形态1、珠光体的组织形态共析碳钢加热到均匀的的奥氏体化状态后缓慢冷却，稍低于温度将形成珠光体组织，为铁素体和渗碳体的机械混合物，其典型形态呈片状或层状。
片状珠光体是由一层铁素体与一层渗碳体交替堆叠而成。
片状珠光体组织中，一对铁素体和渗碳体片的总厚度，称为“珠光体片层间距”。
工业上所谓的片状珠光体，是指在光学显微镜下能够明显看出铁素体与渗碳体呈层状分布的组织形态，其片层间距约在0.150.45之间。
透射电镜观察表明，在退火状态下，珠光体中的铁素体位错密度小，渗碳体中的位错密度更小，片状珠光体中铁素体与渗碳体两相交界处的为错密度高，在每一片铁素体中还有亚晶界，构成许多亚晶粒。
工业用钢中，也可以见到铁素体基体上分布着粒状渗碳体组织，称为“粒状珠光体”或“球状珠光体”，一般是经球化退火处理后获得的。
2、马氏体的组织形态a、板条状马氏体板条状马氏体是低、中碳钢，马氏体时效钢，不锈钢等铁系合金中形成的一种典型的马氏体组织。
因其显微组织是由许多成群的板条组成，故称为板条状马氏体。
又因为这种马氏体的亚结构主要为位错，通常也称它为位错型马氏体。
板条状马氏体的显微组织（如图所示），其中A为板条束，成不规则形状，尺寸约为20—35μm，是由若干单个马氏体板条所组成。
一个板条束又可分成几个平行的像图中B那样的区域，呈块状。
块界长尺寸方向与板条马氏体边界平行，块间成大角晶界。
每个块由若干板条组成，每一个板条为一个单晶体。
板条具有平直的界面，并接近于奥氏体的，为其惯习面，相同惯习面的变体平行排列构成板条束。
现已确定这些稠密的板条被连续的高度变形的残余奥氏体薄膜（）所隔开。
相邻板条一般以小角晶界相间，也可成孪晶关系，成孪晶关系时条间无残余奥氏体。
透射电镜观察证明，板条马氏体有高密度位错。
有时也会有部分相变孪晶存在，但为局部的，数量不多。
板条状马氏体的显微组织构成随钢和合金的成分变化而改变。
在碳钢中，当碳含量小于0.3%时，原始奥氏体晶粒板条束及束中块均很清楚；碳含量在0.30.5%，板条束清楚，块不清楚；碳含量升高到0.60.8时，板条混杂生成的倾向性很强，无法辨识束和块。
奥氏体马氏体贝氏体珠光体相互转变
奥氏体马氏体贝氏体珠光体相互转变哎呀，这可是个有意思的话题啊！奥氏体马氏体贝氏体珠光体，这些家伙可是钢材界的大佬啊！它们之间的关系错综复杂，相互转变的过程也是相当精彩纷呈。
今天，咱就来聊聊这个话题，看看这些大佬们是如何相互转变的吧！咱们来认识一下这几位大佬。
奥氏体、马氏体、贝氏体和珠光体都是钢材中的组织结构。
奥氏体是钢材中最常见的一种组织结构，它具有较高的硬度和强度。
马氏体则是在高温下形成的，它的硬度比奥氏体更高。
贝氏体则介于奥氏体和马氏体之间，具有一定的韧性。
而珠光体则是一种特殊的组织结构，它在钢材中的比例较少，但具有很好的韧性和塑性。
那么，这几位大佬是如何相互转变的呢？其实，它们的转变过程就像是一场精彩的武术比赛，每个选手都有自己的特长和弱点，但最终都要为了胜利而努力。
我们来看看奥氏体。
奥氏体的形成需要经过一个叫做“回火”的过程。
这个过程就像是一个武术比赛前的热身运动，通过回火，奥氏体的晶粒会变得更加细小，从而提高钢材的韧性和塑性。
如果回火的时间不够或者温度不够，奥氏体的硬度和强度就会受到影响。
接下来，轮到马氏体上场了。
马氏体的生成需要在一个非常高的温度下进行，这个过程就像是一个武术比赛前的冲刺。
在这个过程中，钢材中的碳原子会形成一种叫做“马氏体网”的结构，从而使得钢材的硬度和强度大大提高。
但是，过高的温度也会导致钢材的其他性能受到影响，所以在实际应用中，我们需要找到一个合适的温度来生成马氏体。
然后，我们来看看贝氏体的表演。
贝氏体的生成需要在适当的温度下进行，这个过程就像是一个武术比赛中的防守。
在这个过程中，钢材中的碳原子会形成一种叫做“贝氏体网”的结构，从而使得钢材具有一定的韧性。
而且，贝氏体的生成还会影响到钢材的断面形状，使得钢材在受力时更加稳定。
珠光体的登场让人眼前一亮。
珠光体的生成需要在非常低的温度下进行，这个过程就像是一个武术比赛中的蓄势待发。
在这个过程中，钢材中的位错会在一定程度上被抑制，从而使得钢材具有很好的韧性和塑性。
金属学第七章第九章答案
9-4 试比较贝氏体转变与珠光体转变和马氏体转变的异同。
答：贝氏体转变：是在珠光体转变温度以下马氏体转变温度以上过冷奥氏体所发生的中温转变。
与珠光体转变的异同点：相同点：相变都有碳的扩散现象；相变产物都是铁素体+碳化物的机械混合物不同点：贝氏体相变奥氏体晶格向铁素体晶格改组是通过切变完成的，珠光体相变是通过扩散完成的。
与马氏体转变的异同点（可扩展）：相同点：晶格改组都是通过切变完成的；新相和母相之间存在一定的晶体学位相关系。
不同点：贝氏体是两相组织，马氏体是单相组织；贝氏体相变有扩散现象，可以发生碳化物沉淀，而马氏体相变无碳的扩散现象。
9-5 简述钢中板条马氏体和片状马氏体的形貌特征和亚结构，并说明它们在性能上的差异。
答：板条马氏体的形貌特征：其显微组织是由成群的板条组成。
一个奥氏体晶粒可以形成几个位向不同的板条群，板条群由板条束组成，而一个板条束内包含很多近乎平行排列的细长的马氏体板条。
每一个板条马氏体为一个单晶体，其立体形态为扁条状。
在这些密集的板条之间通常由含碳量较高的残余奥氏体分割开。
板条马氏体的亚结构：高密度的位错，这些位错分布不均匀，形成胞状亚结构，称为位错胞。
片状马氏体的形貌特征：片状马氏体的空间形态呈凸透镜状，由于试样磨面与其相截，因此在光学显微镜下呈针状或竹叶状，而且马氏体片互相不平行，大小不一，越是后形成的马氏体片尺寸越小。
片状马氏体周围通常存在残留奥氏体。
片状马氏体的亚结构：主要为孪晶，分布在马氏体片的中部，在马氏体片边缘区的亚结构为高密度的位错。
板条马氏体与片状马氏体性能上的差异: 马氏体的强度取决于马氏体板条或马氏体片的尺寸，尺寸越小，强度越高，这是由于相界面阻碍位错运动造成的。
马氏体的硬度主要取决于其含碳量。
马氏体的塑性和韧性主要取决于马氏体的亚结构。
差异性：片状马氏体强度高、塑性韧性差，其性能特点是硬而脆。
板条马氏体同时具有较高的强度和良好的塑韧性，并且具有韧脆转变温度低、缺口敏感性和过载敏感性小等优点。
奥氏体、铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体等定义特征与区别
奥氏体、铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体等定义奥氏体定义：碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体，仍保持γ-Fe的面心立方晶格特征：奥氏体是一般钢在高温下的组织，其存在有一定的温度和成分范围。
有些淬火钢能使部分奥氏体保留到室温，这种奥氏体称残留奥氏体。
奥氏体一般由等轴状的多边形晶粒组成，晶粒内有孪晶。
在加热转变刚刚结束时的奥氏体晶粒比较细小，晶粒边界呈不规则的弧形。
经过一段时间加热或保温，晶粒将长大，晶粒边界可趋向平直化。
铁碳相图中奥氏体是高温相，存在于临界点A1温度以上，是珠光体逆共析转变而成。
当钢中加入足够多的扩大奥氏体相区的化学元素时，Ni,Mn等，则可使奥氏体稳定在室温，如奥氏体钢。
铁素体定义：碳与合金元素溶解在a-Fe中的固溶体特征：亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁素体沿晶粒边界析出。
渗碳体定义：碳与铁形成的一种化合物特征：渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀，在显微镜下呈白亮色，但受碱性苦味酸钠的腐蚀，在显微镜下呈黑色。
渗碳体的显微组织形态很多，在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、粒状、网状或板状。
在液态铁碳合金中，首先单独结晶的渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状过共析钢冷却时沿Acm线析出的碳化物（二次渗碳体）呈网结状，共析渗碳体呈片状铁碳合金冷却到Ar1以下时，由铁素体中析出渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状珠光体定义：铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物特征：珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。
过冷度越大，所形成的珠光体片间距离越小。
在A1~650℃形成的珠光体片层较厚，在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。
在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线，只有放大1000倍才能分辨的片层，称为索氏体。
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珠光体组织形态：主要为片状珠光体，即是由一片铁素体和一片渗碳体交替堆叠而成。
片层方向大致相同的区域构成“珠光体团”。
一个原奥氏体晶粒内部往往有多个“珠光体团”，同一“珠光体团”内片层取向基本相同。
在珠光体形成的温度区间内，过冷度越大，则珠光体片层间距越小。
位相关系：。
马氏体组织形态：主要分为板条状马氏体和片状马氏体。
（1）板条状马氏体显微组织可用图4-13描述
从大到小分为原奥氏体晶粒、马氏体板条束、马氏体板条块、马氏体板
条、亚结构（高密度位错）。
（2）片状马氏体显微组织如图4-17
其空间形态呈双凸透镜片状，显微组织特征为片间不相互平行，其亚结
构主要为孪晶。
片状马氏体片的大小完全取决于奥氏体晶粒大小，片间
不相互平行，且片中有明显的中脊。
贝氏体组织形态：主要分为上贝氏体和下贝氏体。
（1）上贝氏体为成簇分布的条状铁素体和夹于条间的断续条状或杆状
渗碳体的混合物。
（2）下贝氏体呈暗黑色针状或片状，而且各个针状物之间都有一定的
交角，在铁素体片内部有规律的分布着不连续的细片状或粒状碳
化物，而在铁素体片边界上也可能有少量的渗碳体形成。
珠光体晶体结构：其是由体心立方结构的铁素体和复杂单斜结构的渗碳体组成。
马氏体晶体结构：马氏体中铁原子本来以体心立方结构排列，加入碳原子后其转变为体心四方结构，且晶体常数随碳原子含量的改变而改变。
贝氏体晶体结构：由体心立方的铁素体和复杂晶体结构的渗碳体组成。
珠光体的相组成：由铁素体和渗碳体两相组成。
铁素体和渗碳体都是片状的，一般铁素体层较渗碳体层厚。
铁素体和渗碳体层交替分布，均匀分布在珠光体中。
同一“珠光体团”内片层取向基本平行了。
铁素体位错密度较小，渗碳体中密度更小，但两相交界处的位错密度较高。
马氏体的相组成：由铁素体组成，但铁素体中的碳含量较高（高于%）
铁素体呈板条状或片状。
板条状马氏体多个板条（小角度晶界）形成板条块，板条块之间形成大角度晶界。
C原子在体心立方的八面体间隙处分布，且优先占据第三类亚点阵。
贝氏体的相组成：由铁素体和渗碳体组成（一般还夹杂有残余奥氏体，珠光体和马氏体）上贝氏体中，铁素体为条状，成簇分布且相互平行。
渗碳体为断续的条状或杆状，分布在铁素体条间。
下贝氏体中，铁素体为针状或片状，各针状物之间不平行，渗碳体为细片状或粒状，分布在铁素体内，少量分布在铁素体边界上。
惯习面：
成分：三者皆为Fe和C组成物质，可能含有其他少量合金元素。
形成温度：图，一般形成温度珠光体高于贝氏体高于马氏体。
形成方式：珠光体通过Fe原子和C原子的扩散形成，马氏体通过切变形成，贝氏体二者兼有。
形成速度：珠光体的形成为扩散型相变，相变速度慢，马氏体的形成为切变，只要达到驱动所需的过冷度，相变瞬时完成，贝氏体两种类型相变都有，因此相变速度主要取决于较慢的扩散型相变。
形成所需降温速度：珠光体为缓慢降温，贝氏体为正常速度降温，马氏体为快速降温。
相变的孕育期：珠光体和贝氏体形成有孕育期，马氏体没有孕育期，只要一满足所需过冷度立即发生相变。
形核处：三种多在奥氏体晶界和缺陷处形核。
机械性能：
珠光体：韧性较大，珠光体团直径和片层间距越小，强度越高，塑性也大。
而亚晶粒越细，晶体点阵畸变越大，则所得珠光体强度越高。
“派敦处理”，就是使高碳钢获得细珠光体，在经过深度冷拔，获得高强度钢丝，主要是因为塑性变形引起位错密度增大和亚晶粒细化。
马氏体：高强度、高硬度，其硬度在一定范围内随C含量的增加而升高。
产生原因：相变强化：切变特性造成晶体内产生大量微观缺陷。
时效强化：C原子扩散偏聚钉扎位错引起。
形变强化：外力作用下因塑性形变而急剧加工硬化。
相对而言，位错型马氏体（板条型马氏体）具有较好的韧性，因此板条状马氏体相对片状马氏体机械综合性能好。
贝氏体：韧性、强度和硬度介于珠光体和马氏体之间，下贝氏体综合性能更好，因为下贝氏体中，较小的碳化物不易形成裂纹，即使形成，其扩展也将受到大量弥散碳化物和位错的阻止。
贝氏体适用于强度要求不太高又需要有一定韧性的场合。