第七讲过冷奥氏体等温转变过程及转变产物工程材料与焊接基础第一页，共三十五页。薛小怀副教授过冷奥氏体等温转变过程及转变产物随过冷度的不同，过冷奥氏体将发生三种基本类型的转变，即珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变。以共析钢为例进行说明。2第二页，共三十五页。薛小怀副教授珠光体转变（1）珠光体转变过程过冷奥氏体在A1~“鼻尖”（约550C）温度范围内等温将转变为珠光体组织。因转变温度较高、铁、碳原子的扩散都能够比较充分地进行，使奥氏体能分解为成分、结构都与之相差很大的渗碳体和铁素体。可见奥氏体向珠光体的转变属于扩散型相变。3第三页，共三十五页。薛小怀副教授A转变为P的过程也是形核和长大的过程。当A过冷到A1以下时，首先在A晶界处形成Fe3C晶核。通过扩散，Fe3C依靠其周围的A不断供应碳原子而长大，因而引起Fe3C周围的A含碳量不断降低，从而为F形核创造了条件，使这部份A转变为F。由于F的溶碳能力低(0.022％)，长大时必然要向侧面的A中排挤出多余的碳，使相邻的A碳含量增高，这又为产生新的Fe3C创造了条件。如此交替进行下去．A就转变成F和Fe3C片层相问的P组织。4第四页，共三十五页。薛小怀副教授（2）珠光体组织形态与性能根据珠光体型组织片层间距大小分为珠光体、索氏体和托氏体，皆为F和Fe3C片层相间的机械混合物，无本质区别，只是片层厚度不同而已。转变温度越低，珠光体型组织的片层越薄，相界面越多，强度和硬度越高，塑性及韧性也略有改善。5第五页，共三十五页。薛小怀副教授贝氏体转变（1）贝氏体的转变过程贝氏体是过冷奥氏体在C曲线“鼻尖”(约550C)至MS之间温度范围的等温转变产物，通常用符号B表示。过冷奥氏体在这一温度区间转变时，由于过冷度较大。原子扩散能力下降，这时铁原子已不能扩散，碳原子的扩散也不充分，因此，贝氏体转变是半扩散型相变。6第六页，共三十五页。薛小怀副教授当温度较高(550~350C)时，条状或片状铁素体从奥氏体晶界开始向晶内以同样方向平行生长。随着铁素体的伸长和变宽，其中的碳原子向条间的奥氏体中富集，当碳浓度足够高时，便在铁素体条间断续地析出渗碳体短棒，奥氏体消失，形成典型的羽毛状上贝氏体。7第七页，共三十五页。薛小怀副教授上贝氏体形成过程8第八页，共三十五页。薛小怀副教授温度降低(350C~MS)时，碳原子扩散能力更低，铁素体在奥氏体的晶界或晶内某些晶面上长成针状，碳原子在铁素体内一定的晶面上以断续碳化物小片的形式析出，从而形成了下贝体。9第九页，共三十五页。薛小怀副教授下贝氏体形成过程10第十页，共三十五页。薛小怀副教授（2）贝氏体的组织形态及性能上贝氏体中短杆状的渗碳体分布于自奥氏体晶界向晶内生长的铁素体条间，在光镜下呈羽毛状。下贝氏体氏体中碳化物以小片状分布于铁素体针内。在光学显微镜下．下贝氏体呈黑针状。11第十一页，共三十五页。薛小怀副教授上贝氏体（左）和下贝氏体（右）12第十二页，共三十五页。薛小怀副教授上贝氏体和下贝氏体组织性能比较13第十三页，共三十五页。薛小怀副教授马氏体转变当奥氏体快速冷却到MS点以下时（共析钢230C），将发生马氏体转变。（1）马氏体晶体结构特点转变在低温下进行的，铁、碳原子均不能扩散，转变时只发生-晶格改组，而无成分的变化，即固溶在奥氏体中的碳，全部保留在晶格中，使-Fe超过其平衡含碳量。因此，马氏体是碳在-Fe中的过饱和固溶体，用符号“M”表示。14第十四页，共三十五页。薛小怀副教授（2）马氏体组织形态特点（板条和针状）板条马氏体的立体形态呈细长的扁棒状，显微组织表现为一束束的细条状组织，每束内的条与条之间尺寸大致相同并平行排列，一个奥氏体晶粒内可以形成几个取向不同的马氏体束。马氏体板条的亚结构主要是高密度的位错，因而又称位错马氏体。15第十五页，共三十五页。薛小怀副教授针状马氏体的立体形态呈双凸透镜的片状，在光学显微镜下呈针状形态。在透射电子显微镜下观察表明，其亚结构主要是孪晶，故又称孪晶马氏体。16第十六页，共三十五页。薛小怀副教授板条马氏体（左）和针状马氏体（右）17第十七页，共三十五页。薛小怀副教授马氏体的形态...
