河南电焊学校学电焊的基本知识

作者：洛阳吉力电焊学校  来源：洛阳吉力电焊学校  发布时间：2022-05-16 09:22

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贝氏体的力学性能与应用

贝氏体组织，尤其是下贝氏体组织具有优良的力学性能。一般而言，在相同的强度水平下，贝氏体组织比回火马氏体组织具有更高的韧性。另外，实际热处理生产中通常采用等温淬火的方法获得贝氏体组织。因为等温温度较高，等温时间较长，等温淬火时的热应力很小，加之贝氏体和奥氏体的比体积差小于马氏体和奥氏体的比体积差，使得发生贝氏体转变时的组织应力也明显小于马氏体转变，因此等温淬火时工件变形、开裂的倾向明显小于普通淬火。等温淬火特别适合于形状复杂、力学性能要求高的小型工件的热处理。

一. 贝氏体的强度和硬度

贝氏体的强度和硬度与贝氏体的类型，贝氏体中各个组成相的形态、尺寸、分布和亚结构等因素紧密相关。

贝氏体组织通常具有高的强度和硬度，而且随着贝氏体形成温度的降低，贝氏体的强度、硬度增高。下贝氏体比上贝氏体具有更高的强度和硬度。

贝氏体之所以具有高的强度和硬度，主要得益于以下一系列强化因素的作用。

1.固溶强化

钢中的碳和合金元素一部分溶解在贝氏体铁素体中，一部分形成碳化物。溶解于贝氏体铁素体中的碳和合金元素产生固溶强化，使贝氏体具有高的强度和硬度。碳因其形成间隙固溶体，并具有一定的过饱和度，其固溶强化作用比合金元素的作用更为明显。

需要指出，贝氏体铁素体中碳的过饱和度比马氏体要小很多，尤其是在上贝氏体、无碳化物贝氏体和粒状贝氏体等在较高温度下转变得到的贝氏体中，贝氏体铁素体的碳含量接近于平衡碳含量，其固溶强化效果不如碳对马氏体的固溶强化效果。

下贝氏体铁素体中碳的过饱和度较高，碳的固溶强化作用比较明显，其强度比上贝氏体更高。而且下贝氏体形成温度越低，碳的过饱和度越大，强度越高。

2.细晶强化

贝氏体铁素体的晶粒尺寸对贝氏体的强度有很大影响。贝氏体铁素体的晶粒尺寸经常用其板条或针片的厚度来表示，这是因为位错沿贝氏体铁素体长轴方向滑移的几率很。贝氏体铁素体的厚度很小，沿此厚度方向位错滑移的平均自由路径很短，位错滑移到贝氏体铁素体边界处造成的位错塞积群中的位错数目较少，引起的应力集中小，在相邻晶粒的滑移系上产生的分切应力也较小，不太容易引起相邻晶粒发生滑移，因此强度较高，贝氏体铁素体晶粒越小，其内部的亚片条、亚单元数量越多，贝氏体的强度越高。

3.亚结构强化

贝氏体铁素体中的位错亚结构对贝氏体强度也有较大贡献，很显然，位错密度越高，贝氏体强度越大。贝氏体铁素体中的位错密度与贝氏体形成温度关系密切，温度越低，位错密度越高，其强度也就越高。下贝氏体的形成温度低，位错密度增加引起的亚结构强化作用较大，其强度比上贝氏体高。

4.碳化物弥散强化

碳化物弥散强化对贝氏体强度的贡献也很大。下贝氏体形成温度低，碳原子扩散能力弱，所形成的碳化物尺寸小，弥散度大，而且分布在铁素体片内部，对下贝氏体的弥散强化作用大；上贝氏体形成温度高，内部的碳化物弥散度低，而且碳化物分布状态不良，主要分布于贝氏体铁素体板条之间，对强度的贡献较小。因此，下贝氏体的强度高于上贝氏体。

在贝氏体的强化因素中，碳的固溶强化、亚结构强化、碳化物弥散强化等都与贝氏体形成温度有关。显然，贝氏体形成温度越低，强化效果越明显，贝氏体强度越高。