貝氏體的組織形貌

1.上貝氏體。①無碳貝氏體。無碳貝氏體形成于貝氏體相變溫區(qū)的上部。它優(yōu)先在奧氏體的品界或品界鐵素體上形核，形成大致相互平行的條狀鐵素體束。鐵素體內(nèi)不含碳或近似不含碳，它的外表面不出現(xiàn)滲碳體粒子。通常鋼中不能形成單一的無碳貝氏體，而是形成它與珠光體或馬氏體共存的組織。②典型的上貝氏體。鋼中典型的上貝氏體形成溫度大致在250～350 ℃之間(低碳鋼更高一些)。上貝氏體是成束平行排列的條狀鐵素體和條間滲碳體所組成的非層狀組織，在光學(xué)顯微鏡中分辨不清條狀的碳化物粒子，轉(zhuǎn)變溫度愈低條束愈細(xì)。在電子顯微鏡中能清晰看出上貝氏體的α-Fe和Fe3C兩個相，α-Fe相相互之間以幾度到十幾度的小位向差成條束狀排列。滲碳體沿條的長軸方向排列成行。上貝氏體中α-Fe的亞結(jié)構(gòu)是位錯，碳的過飽和度很低，w(C)<0.03%。慣習(xí)面為(111)?。與母相的位向關(guān)系為K-S關(guān)系。

2.下貝氏體。下貝氏體是片狀鐵素體內(nèi)部有碳化物沉淀的組織，中、高碳鋼的下貝氏體形成溫度約在350 ℃至Ms點(diǎn)(或稍低于Ms點(diǎn))之間，其鐵素體的碳過飽和度大于上貝氏體，當(dāng)形成溫度在250 ℃以下可達(dá)0.2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))左右。當(dāng)轉(zhuǎn)變量不多時，在光學(xué)顯微鏡下可清晰觀察到在淺色的馬氏體和殘留奧氏體背景上黑色針狀的下貝氏體。若在轉(zhuǎn)變結(jié)束后因眾多的針纖緊挨在一起，而使針狀特征不甚明顯，只有在電鏡下觀察才能分辨下貝氏體中的碳化物，它呈粒狀或短條狀沿著與鐵素體長軸夾角為55°～60°方向分布。下貝氏體中鐵素體的外形似高碳馬氏體，但亞結(jié)構(gòu)與慣習(xí)面均不同。下貝氏體鐵素體與母相的K-S位向關(guān)系符合，用光鏡和電鏡發(fā)現(xiàn)下貝氏體的鐵素體片由亞基元組成。用掃描隧道顯微鏡觀察到貝氏體超精細(xì)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)亞單元由超亞單元和超水超亞單元組成。

3.粒狀貝氏體。低中碳合金鋼中，連續(xù)冷卻時往往出現(xiàn)粒狀貝氏體(在等溫冷卻時也可能形成)，其形成溫度范圍大致在上貝氏體轉(zhuǎn)變溫區(qū)的上部。顯微組織的特征是在較粗大的塊狀鐵素體內(nèi)部出現(xiàn)孤立的“小島”。它們呈粒狀或長條狀多樣形態(tài)，很不規(guī)則。這些小島是原先高碳奧氏體隨后的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。有3種可能：①分解為α-Fe和碳化物；②發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變；③仍保持為高碳奧氏體。有時在一個組織中出現(xiàn)其中一種情況或同時出現(xiàn)多種情況，視奧氏體的化學(xué)成分和熱處理工藝而異。