下贝氏体和上贝氏体在组织和性能上有何区别
贝氏体转变
B转变的台阶机制（Aaronson，Laaird等）
• 认为B浮凸与M转变的浮凸不同，是 由转变产物的体积效应引起的，而 非切变所致。 • B是非片层的共析反应产物，B转变 同 P 转变机理相同，两者的区别仅 在于后者是片层状。 • B中F的长大是按台阶机理进行，并 受C的扩散控制。
台阶的水平面为α－γ的半共格界面，界面两侧的α、 γ有一定的位向关系；台阶的端面（垂面）为非共格面， 其原子处于较高的能量状态，因此有较高的活动性，易 于实现迁移，使台阶侧向移动，从而导致台阶宽面向前 推进。
的。
（二）下贝氏体形貌
1.形成温度：在B转变区域的低温区，约350℃以下至MS。
2. 形态特征：片状 F 和其内部沉淀碳化物的组织。 K 均匀分
布在F内，由于K极细，在光学显微镜下无法分辨，看上
去是与回火 M 相似的黑色针状组织。电镜下，在电子显
微镜下可以观察到下贝氏体中碳化物的形态，它们细小、
弥散，呈粒状或短条状，沿着与铁素体长轴成55°~65° 角取向平行排列，见图7.51(b)。 3.表面浮凸：呈V或∧形。
B转变的切变机制
• 由柯俊和Cottrell提出（最早发现有浮 凸效应） • 认为B转变的浮凸与M相似，由于B转 变温度比M高，此时C尚有一定的扩散 能力，故当B中F在以切变共格方式长 大的同时，还伴随着C的扩散和K从F 中脱溶沉淀的过程，故转变过程的速 度受碳原子的扩散过程所控制，并且 依温度不同C自F中脱溶可以有以下几 种形式：
3.浮
凸：也可以在抛光表面引起针状浮凸。
粒状贝氏体转 变温度范围
B上 B下
粒状贝氏体 1000×
粒状贝氏体扫描 电镜形貌2500×
这些小岛在高温下原是富碳的奥氏体区，其后的转变可有
如何区分马氏体和贝氏体
请问如何区分组织中的马氏体和贝氏体
上贝氏体就是在相对高温区相变的；其外观形貌似羽毛状，也称羽毛状贝氏体，冲击韧性较差。
从颜色上来说，下贝氏体易腐蚀，颜色较深，针状马氏体较难腐蚀，颜色较浅，楼主可以轻腐蚀一下看看。
另外相对而言，下贝氏体针较长，针状马氏体针较短。
从显微组织的形态和分布看下贝氏体与高碳钢的回火马氏体非常相似，都呈暗黑色针状，各个针状物之间都有一定的交角。
从形态上区分：马氏体针叶较宽且大，两片针叶相交呈60°角，而下贝氏体针细且短，针的分布较任意，且两叶相交多为55°。
从受侵蚀程度区分：马氏体较下贝氏体难于侵蚀，常用浅（轻）浸蚀法区分，浸蚀后出现的黑色短细针即为下贝氏体。
淬火状态下马氏体呈浅色背景，上面分布着深色的板条。
背景变深，但赶不上先形成的板条，则回火马氏体。
正常浸蚀下：回火马氏体棕黄色。
光镜下：难区别。
电镜下：下贝氏体的碳化物只分布在［121］α一个方向上，回火马氏体中的碳化物分布在两个以上的方向上。
高碳马氏体的惯析面为（225）γ和（259）γ，下贝氏体的惯析面为（112）γ。
机械工程材料习题 金属材料及热处理 工程材料 试题答案
机械工程材料习题金属材料及热处理工程材料试题答案复习思考题11．写出下列力学性能符号所代表的力学性能指标的名称和含义。
Akv、ψ、δ5 、σb 、σ0.2 、σs 、σe、σ 500、HRC、HV、σ-1、σ、HBS、HBW、E。
2．钢的刚度为20.7×104MPa，铝的刚度为6.9×104MPa。
问直径为2.5mm，长12cm 的钢丝在承受450N的拉力作用时产生的弹性变形量(Δl)是多少?若是将钢丝改成同样长度的铝丝，在承受作用力不变、产生的弹性变形量(Δl)也不变的情况下，铝丝的直径应是多少?3．某钢棒需承受14000N的轴向拉力，加上安全系数允许承受的最大应力为140MPa。
问钢棒最小直径应是多少?若钢棒长度为60mm、E=MPa，则钢棒的弹性变形量(Δl)是多少?4．试比较布氏、洛氏、维氏硬度的特点，指出各自最适用的范围。
下列几种工件的硬度适宜哪种硬度法测量：淬硬的钢件、灰铸铁毛坯件、硬质合金刀片、渗氮处理后的钢件表面渗氮层的硬度。
5．若工件刚度太低易出现什么问题?若是刚度可以而弹性极限太低易出现什么问题?6．指出下列硬度值表示方法上的错误。
12HRC～15HRC、800HBS、58HRC～62HRC、550N／mm2HBW、70HRC～75HRC、200N／mm2HBS。
7．判断下列说法是否正确，并说出理由。
(1)材料塑性、韧性愈差则材料脆性愈大。
(2)屈强比大的材料作零件安全可靠性高。
(3)材料愈易产生弹性变形其刚度愈小。
(4)伸长率的测值与试样长短有关，δ5>δ10(5)冲击韧度与试验温度无关。
(6)材料综合性能好，是指各力学性能指标都是最大的。
(7)材料的强度与塑性只要化学成分一定，就不变了。
复习思考题21．解释下列名词：晶格、晶胞、晶粒、晶界、晶面、晶向、合金、相、固溶体、金属化合物、固溶强化、第二相弥散强化、组元。
2．金属的常见晶格有哪三种?说出名称并画图示之。
碳钢的热处理工艺对组织与性能的影响
实验三碳钢的热处理工艺对组织与性能的影响一、实验目的1.了解碳钢热处理工艺操作。
2.学会使用洛氏硬度计测量材料的硬度性能值。
3.掌握热处理后钢的金相组织分析。
4.For personal use only in study and research; not for commercial use5.6.探讨淬火温度、淬火冷却速度、回火温度对45和T12钢的组织和性能（硬度）的影响。
7.巩固课堂教学所学相关知识，体会材料的成分-工艺-组织-性能之间关系。
二、实验内容1.45和T12钢试样淬火、回火操作，用洛氏硬度计测定试样热处理前后的硬度。
工艺规范见表6—1。
2.制备并观察标6—2所列样品的显微组织。
3.观察幻灯片或金相图册，熟悉钢热处理后的典型组织：上贝氏体、下贝氏体、片状马氏体、条状马氏体、回火马氏体等的金相特征。
三、概述1．淬火、回火工艺参数的确定。
Fe—Fe3C状态图和C—曲线是制定碳钢热处理工艺的重要依据。
热处理工艺参数主要包括加热温度，保温时间和冷却速度。
（1）加热温度的确定淬火加热温度决定钢的临界点，亚共析钢，适宜的淬火温度为A c3以上30~50℃，淬火后的组织为均匀而细小的马氏体。
如果加热温度不足（<A c3），淬火组织中仍保留一部分原始组织的铁素体，造成淬火硬度不足。
过共析钢，适宜的淬火温度为A c1以上30~50℃，淬火后的组织为马氏体十二次渗碳体（分布在马氏体基体内成颗粒状）。
二次渗碳体的颗粒存在，会明显增高钢的耐磨性。
而且加热温度较A cm低，这样可以保证马氏体针叶较细，从而减低脆性。
回火温度，均在A c1以下，其具体温度根据最终要求的性能（通常根据硬度要求）而定。
（2）加热，保温时间的确定加热、保温的目的是为了使零件内外达到所要求的加热温度，完成应有的组织转变。
加热、保温时间主要决定于零件的尺寸、形状、钢的成分、原始组织状态、加热介质、零件的装炉方式和装炉量以及加热温度等。
第5章 贝氏体转变
2、粒状贝氏体
形成温度→接近Bs，高于上B 形成温度→接近Bs，高于上B转变温度 形态
板条F+富碳岛状 板条F+富碳岛状A 富碳岛状A 冷却转变：F+K；M+残余 残余A 残余A 冷却转变：F+K；M+残余A；残余A 有浮凸；C%接近平衡 接近平衡； 有浮凸C%接近平衡； F中有亚单元
成分：低、中碳合金钢（Cr、Ni 、Mo） Mo） 成分： 中碳合金钢（Cr、 冷却：焊接、正火、 冷却：焊接、正火、热轧连续冷却出现 与粒状组织区别： F+富 岛状A 与粒状组织区别：块F+富C岛状A（无取 向、无浮凸），与粒B共存 无浮凸），与粒 ），与粒B
§5 贝氏体转变的动力学
一、B转变的动力学特点 1、上、下B转变机制不同 实验→转变全激活能不同；C%↑→激活能 激活能↑ 实验→转变全激活能不同；C%↑→激活能↑ 2、根据实验数据计算： 根据实验数据计算： 的全激活能分别与碳在A 上、下B的全激活能分别与碳在A和F中的扩散 激活能相近→ 转变受C 中扩散控制； 激活能相近→上B转变受C在A中扩散控制； 转变受C 下B转变受C在F中扩散控制 中碳化物分别从A 析出（有争议） 上、下B 中碳化物分别从A和F析出（有争议）
§3 贝氏体转变过程及热力学
一、转变过程 一、转变过程 1、F生长和碳化物析出两个过程→组织、性 生长和碳化物析出两个过程→组织、 能变化 2、奥氏体中碳的再分配 俄歇分析→孕育期和转变期间→ 俄歇分析→孕育期和转变期间→碳的再分配 晶界、晶内有贫碳区（有利于F形核） 晶界、晶内有贫碳区（有利于F形核） Fe、合金元素无再分配现象 Fe、 合金% 碳%、合金%、转变温度影响碳的再分配 碳化物容易析出） （碳% 高→ 碳化物容易析出）
热处理答案(1)-1-副本
一、名词解释：1热强性：在室温下，钢的力学性能与加载时间无关，但在高温下钢的强度及变形量不但与时间有关，而且与温度有关，这就是耐热钢所谓的热强性。
2形变热处理：是将塑性变形同热处理有机结合在一起，获得形变强化和相变强化综合效果的工艺方法。
3热硬性：热硬性是指钢在较高温度下，仍能保持较高硬度的性能。
4等温淬火：工件淬火加热后，若长期保持在下贝氏体转变区的温度，使之完成奥氏体的等温转变，获得下贝氏体组织，这种淬火称为等温淬火。
5热疲劳：金属材料由于温度梯度循环引起的热应力循环(或热应变循环)，而产生的疲劳破坏现象，称为热疲劳。
6渗氮：是在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。
7淬透性：淬透性是使钢强化的基本手段之一，将钢淬火成马氏体，随后回火以提高韧性是使钢获得高综合机械性能的传统方法。
8回火脆性：是指淬火钢回火后出现韧性下降的现象。
9二次硬化：二次硬化：某些铁碳合金（如高速钢）须经多次回火后，才进一步提高其硬度。
10回火稳定性：淬火钢在回火时，抵抗强度、硬度下降的能力称为回火稳定性。
11球化退火：是使钢中碳化物球化而进行的退火，得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。
12化学热处理：是利用化学反应、有时兼用物理方法改变钢件表层化学成分及组织结构，以便得到比均质材料更好的技术经济效益的金属热处理工艺。
13淬硬性：指钢在淬火时硬化能力，用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示。
14水韧处理：将钢加热至奥氏体区温度（1050-1100℃，视钢中碳化物的细小或粗大而定）并保温一段时间（每25mm壁厚保温1h），使铸态组织中的碳化物基本上都固溶到奥氏体中，然后在水中进行淬火，从而得到单一的奥氏体组织。
.15分级淬火：将钢加热至奥氏体区温度（1050-1100℃，视钢中碳化物的细小或粗大而定）并保温一段时间（每25mm壁厚保温1h），使铸态组织中的碳化物基本上都固溶到奥氏体中，然后在水中进行淬火，从而得到单一的奥氏体组织。
机械工程材料复习题和答案
机械⼯程材料复习题和答案⼀、判断：（对的打√，错的打×）１、奥⽒体与渗碳体均为⾯⼼⽴⽅晶格。
２、Ｆ与Ｐ是亚共析钢中室温时的主要组成相。
３、⾦属的加⼯硬化是指⾦属在塑性变形后强度、硬度提⾼，塑性、韧性下降的现象。
４、钢淬⽕时的冷却速度越快，马⽒体的硬度越⾼。
５、合⾦中，⼀个晶粒内的成分不均匀现象称枝晶偏析。
6、⼀种合⾦的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由三相组成。
7、当把亚共析钢加热到Ac1和Ac3之间的温度时，将获得由铁素体和奥⽒体构成的两相组织，在平衡条件下，其中奥⽒体的碳含量总是⼤于钢的碳含量。
8、在铁碳合⾦平衡结晶过程中只有成分为4.3%C的铁碳合⾦才能发⽣共晶反应。
9、20钢⽐T12钢的碳含量要⾼。
10、再结晶能够消除加⼯硬化效果，是⼀种软化过程。
11、过共析钢中，⽹状渗碳体的存在使钢的硬度和塑性均上升。
12、正⽕是将钢件加热⾄完全奥⽒体化后空冷的热处理⼯艺。
（）13、65Mn是合⾦调质结构钢。
14、回⽕索⽒体的性能明显优于奥⽒体等温冷却直接所得到的⽚层状索⽒体的性能。
15、T10A和60号钢均属于⾼碳钢。
（）16、晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。
17、位错是实际⾦属晶体的⼀种⾯缺陷。
18、体⼼⽴⽅晶格的致密度为74%。
19、塑性变形指的是外载荷撤销后变形不能恢复的变形。
20、当过冷度较⼤时，纯⾦属晶体主要以平⾯状⽅式长⼤。
21、室温下，⾦属晶粒越细，则强度越⾼、塑性越好。
22、⼀般来说，钢的强度⾼于铸铁的强度。
23、65Mn的淬透性⽐65号钢的淬透性差。
24、从C曲线中分析可知，共析钢的过冷奥⽒体在A1-550℃的范围内发⽣贝⽒体转变。
25、共析反应就是在某⼀温度时，从⼀种固相中同时结晶析出两种不同的固相。
26、包晶偏析可以通过回⽕的热处理⽅法消除。
27、所谓本质细晶粒钢就是⼀种在任何加热条件下晶粒均不发⽣粗化的钢。
（）28、⼀个合⾦的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由两相组成。
《金属材料热处理》思考题
《金属材料热处理》思考题（成型09级）第1章绪论第2章固态相变概论1. 金属固态相变的主要类型、特点2. 金属固态相变按（1）相变前后热力学函数、（2）原子迁移情况、（3）相变方式分为哪几类？3. 金属固态相变主要有哪些变化？4. 金属固态相变有哪些特点？5. 固态相变的驱动力和阻力包括什么？加以说明。
6. 固态相变的过程中形核和长大的方式是什么？加以说明。
7. 何谓热处理？热处理的目的是什么？热处理在机械加工过程中作用有那些？热处理与合金相图有何关系？8. 说明下列符号的物理意义及加热速度和冷却速度对他们的影响？Ａc1、Ａr1、Ａc3、Ａr3、Ａccm、Ａrcm9. 一些概念：固态相变、热处理、平衡转变、不平衡转变、同素异构转变、多形性转变、共析转变、包析转变、平衡脱溶沉淀、调幅分解、有序化转变、伪共析转变、马氏体转变、贝氏体转变、块状转变、不平衡脱溶沉淀、一级相变、二级相变、扩散型相变、非扩散型相变、半扩散型相变、共格界面、半共格界面、非共格界面、惯习面、位向关系、应变能、界面能、过渡相、均匀形核、非均匀形核、晶界形核、位错形核、空位形核、界面过程、传质过程、协同型方式长大、非协同型方式长大、切变机制、台阶机制第3章钢的热处理原理与工艺第1节1、奥氏体的组织、结构和性能特点。
2、从成分和工艺角度说明如何细化奥氏体晶粒?3．以碳扩散的观点说明奥氏体的长大机理。
4、共析钢的奥氏体的形成包括哪几个过程？为什么说奥氏体形成是受碳扩散控制的？非共析钢的奥氏体的形成与共析钢的奥氏体的形成有何异同？为什么有剩余渗碳体溶解过程？5、影响奥氏体转变速度的因素有哪些？如何影响？合金钢的奥氏体转变的有什么特点？6、影响奥氏体晶粒度的因素有哪些？如何影响？注意合金元素的影响。
第2节1．试设计一种采用金相硬度法测定共析钢TTT图的方法。
（测定TTT图的原理和方法。
）2.请绘制含碳量为0.77%的钢的过冷奥氏体等温转变图，并回答下列问题：（1）说明图中各线、区的意义。
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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。