貝氏體:鋼中的是鐵素體和碳化物混合組織-中文百科頻道

發展曆史

30年代初，美國人E·C·Bain發現低合金鋼在中溫等溫下可獲得一種高溫轉變及低溫轉變相異的組織，後來人們稱之為貝氏體。我國柯俊教授在這方面亦曾做出過有益的貢獻，他和他的合作者發表的論文至今仍在國内外廣為援引。

該組織具有較高的強韌性配合。在硬度相同的情況下貝氏體組織的耐磨性明顯優于馬氏體，可以達到馬氏體的1~3倍，因此在鋼鐵材料中基體組織獲得貝氏體是人們追求的目标。

貝氏體等溫淬火：是将鋼件奧氏體化，使之快冷到貝氏體轉變溫度區間（260～400℃）等溫保持，使奧氏體轉變為貝氏體的淬火工藝，有時也叫等溫淬火。一般保溫時間為30～60min（較厚的工件按照厚度毫米數乘以1分鐘計算）。近十年來已經開發出了低溫貝氏體，也是利用等溫淬火技術，不過等溫溫度很低，可以低至200℃以下。

貝氏體（bainite）又稱貝茵體。鋼中相形态之一。鋼過冷奧氏體的中溫(Ms～550℃)轉變産物，α-Fe和Fe3C的複相組織。用符号B表示。貝氏體轉變溫度介于珠光體轉變與馬氏體轉變之間。在貝氏體轉變溫度偏高區域轉變産物叫上貝氏體(up bai-nite)（350℃～550℃），其外觀形貌似羽毛狀，也稱羽毛狀貝氏體。沖擊韌性較差，生産上應力求避免。在貝氏體轉變溫度下端偏低溫度區域轉變産物叫下貝氏體（Ms～350℃）。其沖擊韌性較好。為提高韌性，生産上應通過熱處理控制獲得下貝氏體。上貝氏體由許多從奧氏體晶界向晶内平行生長的條狀鐵素體和在相鄰鐵素體條間存在的斷續的，短杆狀的滲碳體組成。下貝氏體由含碳過飽和的片狀鐵素體和其内部析出的微細的碳化物組成。

貝氏體轉變既具有珠光體轉變，又具有馬氏體轉變的某些特征，是一個相當複雜的到目前為止還研究得很不夠的一種轉變。由于轉變的複雜性和轉變産物的多樣性，緻使還未完全弄清貝氏體轉變的機制，對轉變産物貝氏體也還是無法下一個确切的定義。

雖然對貝氏體轉變了解得還很不夠，但貝氏體轉變在生産上卻很重要，因為在低溫度範圍内，通過貝氏體轉變所得的下貝氏體具有非常良好的綜合力學性能，而且為獲得下貝氏體組織所采取的等溫淬火工藝或連續冷卻工藝均可減少工件的變形和開裂。為了獲得貝氏體，除了采用等溫淬火的方法以外，也可在鋼中加入合金元素，冶煉成貝氏體鋼，如我國的14CrMnMoVB和14MnMoVB等。這類鋼在連續冷卻條件下即可得到貝氏體。因此，對貝氏體轉變進行研究和了解，不僅具有理論上的意義，而且還有着重要的實際意義。

基本特征

貝氏體轉變兼有珠光體轉變與馬氏體轉變的某些特征。歸納起來，主要有以下幾點：

貝氏體轉變溫度範圍

對應于珠光體轉變的A1點及馬氏體轉變的MS點，貝氏體轉變也有一個上限溫度BS點。奧氏體必須過冷到BS以下才能發生貝氏體轉變。合金鋼的BS點比較容易測定，碳鋼的BS點由于有珠光體轉變的幹擾，很難測定。貝氏體轉變也有一個下限溫度Bf點，但Bf與Mf無關，即，Bf可以高于MS，也可以低于MS。

貝氏體轉變産物

與珠光體轉變一樣，貝氏體轉變産物也由α相與碳化物組成的兩相機械混合物，但與珠光體不同，貝氏體不是層片狀組織，且組織形态與轉變溫度密切相關，其中包括α相的形态、大小以及碳化物的類型及分布等均随轉變溫度而異，就α相形态而言，更多地類似于馬氏體而不同于珠光體。因此，Hehemann稱貝氏體為鐵素體與碳化物的非層狀混合組織。Aaronson則稱之為非層狀共析反應産物或非層狀珠光體變态。可以看出，Aaronson強調的是貝氏體轉變與珠光體轉變一樣，都是共析轉變，隻是因為轉變溫度不同而導緻轉變産物的形态不同。需要特别指出，在較高溫度範圍内轉變時所得的産物中雖然無碳化物而隻有α相，但從轉變機制考慮，仍被稱為貝氏體。

貝氏體轉變動力學

貝氏體轉變也是一個形核及長大的過程，可以等溫形成，也可以連續冷卻形成。貝氏體等溫形需要孕育期，等溫轉變動力學曲線也呈S形，等溫形成圖也具有“C”字形。應當指出，精确測得的貝氏體轉變的C曲線，明顯地是由兩條C曲線合并而成的，這表明，中溫轉變很可能包含着兩種不同的轉變機制。

貝氏體轉變的不完全性

貝氏體等溫轉變一般不能進行到底，在貝氏體轉變開始後，經過一定時間，形成一定數量的貝氏體後，轉變會停下來。換言之，奧氏體不能百分之百地轉變為貝氏體。這種現象被稱為貝氏體轉變的不完全性，也稱為貝氏體轉變的自制性。通常随着溫度的升高，貝氏體轉變的不完全程度增大。未轉變的奧氏體，在随後的等溫過程中，有可能發生珠光體轉變，稱之為二次“珠光體轉變”。