大家讨论一下魏氏组织和无碳上贝氏体吧

aaron01

清淡 发表于 2014-4-14 09:23
在我帖子里严工可以看到，同一个工件淬火，为什么前面一张我说是上贝，后面却说魏氏组织，我是根据转变温 ...

还是请你复习一下魏氏组织的形成原因吧。
在C曲线上，贝氏体转变前，并没有一个魏氏组织转变曲线的。

孤鸿踏雪

　　　贝氏体转变  以钢（Fe-C合金）为例，当奥氏体被过冷至珠光体转变和马氏体相变之间的温区时，由于温度已经很低，铁原子不能扩散，但碳原子尚具有一定扩散能力，此时出现了一种独特的碳原子扩散而铁原子不扩散的非平衡相变，这种相变兼有珠光体和马氏体的相变特征称为贝氏体相变（或称为中温转变）。其转变产物也是α相和碳化物的混合物，但α相的碳含量和形态以及碳化物的形态和分布与珠光体不同，称之为贝氏体。贝氏体相变有两种假说：
　　　（1）恩金贝氏体相变假说  恩金认为贝氏体相变应属于马氏体相变性质，由于随后回火析出碳化物而形成贝氏体，提出了贫富碳理论假说。该假说认为：在贝氏体相变发生之前，奥氏体中已发生了碳原子的扩散重新分配，形成了贫碳区和富碳区。在贫碳区发生马氏体相变而形成低碳马氏体，然后马氏体迅速回火形成过饱和铁素体和渗碳体的机械混合物，即贝氏体。在富碳区首先析出渗碳体，使其碳浓度下降或成为贫碳区，然后发生贫碳区所发生的相转变。
　　　（2）柯俊贝氏体相变假说  该假说认为：贝氏体相变时，α相的不断长大和碳原子从α相中不断脱溶这两个过程是同时发生的，α相长大时与奥氏体保持第二类共格关系。不过贝氏体的长大速度远比同类共格切变型的马氏体的长大速度低，这是因为贝氏体的长大速度受碳原子的扩散脱溶的控制。贝氏体相变为有扩散（碳原子）、有共格的相变。贝氏体相变的主要驱动力是因碳脱溶而增加的化学自由能差。碳从α相中的脱溶有两种方式：一是通过相界面从α相扩散到γ相中；二是碳在α相内脱溶沉淀为碳化物。柯俊假说能够解释三种现象：①在MS（马氏体转变起始点）点以上温度α相可以通过马氏体型相变机制形成；②按马氏体相变机制形成的贝氏体长大速度远低于马氏体的长大速度；③在不同温度下形成的贝氏体有着截然不同的组织形态。

孤鸿踏雪

　　　贝氏体  常以B表示。在不同文献中，对贝氏体有不同的定义：
　　　（1）贝氏体是奥氏体在低于珠光体转变温度和高于马氏体形成温度区间分解成的铁素体和渗碳体的聚合组织。原系外来语译名，因这种组织的发现人E·C·Pain而得名；
　　　（2）贝氏体是过冷奥氏体在中温区（550~200℃）范围内等温所形成的一种组织，它是铁素体和渗碳体或过饱和α固溶体与碳化物的机械混合物，其组织形态、性能和形成过程均不同于珠光体。可见，贝氏体是一种α相和碳化物（渗碳体亦是碳化物的一种）的机械混合物，但这种混合物中α相的碳含量和形态以及碳化物的形态和分布均不同于珠光体组织，它的碳化物分布在呈羽毛状或呈针状的铁素体中。珠光体是一种平衡组织，而贝氏体是一种非平衡组织。有的文献上把贝氏体看做平衡组织，这是一种认识上的错误。贝氏体组织有多种形态，其中以上贝氏体和下贝氏体最为常见。过去认为：形成上、下贝氏体的分界温度约为350℃。但后来的研究发现：含碳量在0.70％以上时,二者的分界温度约为350℃；而含碳量在0.70％以下时，含碳量愈低，则形成上、下贝氏体的分界温度愈高，在0.50％C处达最高值。
　　　（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。

搬运工

aaron01 发表于 2014-4-14 08:30
我们定义的淬火，正火，退火，是按照冷却后的主要组织来判断的。比如气冷，可以是正火，也可以是淬火，看 ...

看看调质零件金相组织评级图。

搬运工

清淡 发表于 2014-4-14 09:23
在我帖子里严工可以看到，同一个工件淬火，为什么前面一张我说是上贝，后面却说魏氏组织，我是根据转变温 ...

这种情形下，只有当未转变完的奥氏体（亦即过冷奥氏体）在随后的冷却过程中转变为珠光体类型组织，我们才说它们是魏氏体组织。

清淡

搬运工 发表于 2014-4-14 12:10
这种情形下，只有当未转变完的奥氏体（亦即过冷奥氏体）在随后的冷却过程中转变为珠光体类型组织，我们才 ...

要是未转变的奥氏体转变成了马氏体或贝氏体，那我们就不能说是魏氏组织了啊。

搬运工

清淡 发表于 2014-4-14 12:32
要是未转变的奥氏体转变成了马氏体或贝氏体，那我们就不能说是魏氏组织了啊。
...

是的。
基体组织不是珠光体类型组织，就一定不是魏氏组织。

吉祥如意

举个凡例：
低碳钢（如SPCC）油淬后，得到一定数量的针状铁素体。
是叫魏氏组织妥当呢，还是叫贝氏体好。
因为基体不是珠光体类型的组织，而是以铁素体为主。

搬运工

吉祥如意 发表于 2014-4-14 13:20
举个凡例：
低碳钢（如SPCC）油淬后，得到一定数量的针状铁素体。
是叫魏氏组织妥当呢，还是叫贝氏体好。

看针状铁素体的针间是何物。
针状铁素体加（针间的）珠光体组织，这种组织我们把它叫做铁素体魏氏组织。

沉默处理

搬运工 发表于 2014-7-6 22:49
看针状铁素体的针间是何物。
针状铁素体加（针间的）珠光体组织，这种组织我们把它叫做铁素体魏氏组织。 ...

高工，您好！
    最近也是因为此类的问题让我困惑至极，看到诸位前辈的讨论，醍醐灌顶，豁然开朗。我是这样理解上贝氏体和魏氏组织的区别的，不知对否，还请指正！
    1、组织形态区别：魏氏组织铁素体片间距较大并有成夹角，铁素体片间有珠光体，而上贝氏体铁素体半条是成束分布的，每束中的铁素体板条大致平行。
    2、为什么组织形态各异？魏氏组织是按照扩散机理，而贝氏体是由柯氏假说即碳化物脱溶理论解释的，简单的说，魏氏组织铁素体是一种高温转变相，而贝氏体铁素体是中温转变相。
    3、无碳贝氏体？无碳贝氏体是亚共析钢形成魏氏组织和贝氏体的“前哨组织”，具体最终形成是什么，就看随后过冷奥氏体的冷却条件。

搬运工

沉默处理 发表于 2015-1-29 09:29
高工，您好！
    最近也是因为此类的问题让我困惑至极，看到诸位前辈的讨论，醍醐灌顶，豁然开朗。我是 ...

无碳化物贝氏体较魏氏组织的形成温度范围低，怎么能说是亚共析钢形成魏氏体组织的 “前哨组织”呢？
是不是要再思考一下呢？