贝氏体是什么?贝氏体钢加工工艺

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当奥氏体过冷到低于珠光体转变温度和高于马氏体转变温度之间的温区时,将发生由切变相变与短程扩散相配合的转变,其转变产物叫贝氏体或贝茵体。它因Edgar C.Bain于1934年在钢中发现这种组织而得名.。在许多有色合金中也观察到类似的转变产物,亦称为贝氏体。钢中的贝氏体是铁素体和碳化物的混合组织。


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贝氏体又称贝茵体。钢中相形态之一。钢过冷奥氏体的中温(Ms~550℃)转变产物,α-Fe和Fe3C 的复相组织。用符号B表示。贝氏体转变温度介于珠光体转变与马氏体转变之间。在贝氏体转变温度偏高区域转变产物叫上贝氏体(up bai-nite)(350℃~550℃),其外观形貌似羽毛状,也称羽毛状贝氏体。冲击韧性较差,生产上应力求避免。在贝氏体转变温度下端偏低温度区域转变产物叫下贝氏体(Ms~350℃)。其冲击韧性较好。为提高韧性,生产上应通过热处理控制获得下贝氏体。 上贝氏体由许多从奥氏体晶界向晶内平行生长的条状铁素体和在相邻铁素体条间存在的断续的,短杆状的渗碳体组成。下贝氏体由含碳过饱和的片状铁素体和其内部析出的微细的碳化物组成。


贝氏体钢加工工艺

贝氏体钢等温处理。等温处理获得贝氏体钢铁材料是钢铁冶金领域的重大成就,是发展超级钢、纳米钢铁材料的方向之之一。然而等温淬火工艺及设备复杂、能源消耗大、产品成本高、淬火介质污染环境、生产周期长等,致使贝氏体钢铁材料在工程上的推广应用受到限制。但低温下长时间等温处理可获得超强贝氏体。

贝氏体钢空冷处理。为了克服等温处理的缺点,材料工作者采用铸后空冷的方法制备了一种贝氏体钢, 但为了获得较多的贝氏体必须加入铜、钼、镍等贵重合金,这不但成本高,而且韧性也较差。清华大学开发的准贝氏体钢弥补了这种贝氏体钢的缺点,成为近年来贝氏体钢发展的主要方向。最近,国内又研究了正火贝氏体钢。

贝氏体钢控制冷却处理。控制冷却原是钢材控制轧制工艺过程中的概念, 近年来发展成为一种高效、节能的热处理方法,热处理时通过控制冷却可获得所设计的组织,提高钢的性能。对钢的控轧控冷研究证明,控制冷却在钢化学成分适宜时会促进强韧的低碳贝氏体形成。控制冷却常用的方式有压力 喷射冷却、层流冷却、水幕冷却、雾化冷却、喷淋冷却、板湍流冷却、水-气喷雾冷却和直接淬火等8种。它们各有优势,根据具体工艺环境和限定条件来确定 。

贝氏体钢等温淬火热处理。这实际是控制冷却的特例,因此,借鉴等温淬火和控制热处理的思想,通过控制冷却,在高温区快冷避开珠光体转变,在中温区缓慢冷却(保温),以一定手段如炉中恒温在贝氏体转变区营造一个“准等温环境”,实现钢中贝氏体转变。利用控轧和控冷相结合,驰豫过程可以充分细化组织,大幅度提高强度和韧性,从而制备出超细晶高强度贝氏体钢。此加工工艺具有操作简单、成本低和生产效率高等优点 , 是生产贝氏体钢加工工艺的发展方向。

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