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恩金贝氏体相变假说及其探究

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:据此认为,这种铁素体实质上是低碳马氏体;②中碳钢在300℃等温形成下贝氏体,随着贝氏体转变量增加,剩余奥氏体中的碳浓度升高。据此认为,在贝氏体相变过程中铁及合金元素原子不发生扩散。综合上述实验结果,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。贝氏体相变温度范围的上限Bs点就是无碳奥氏体的Ms点。

恩金贝氏体相变假说及其探究

恩金在研究中发现:①0.23%C钢奥氏体化后在250℃等温形成下贝氏体,测得下贝氏体中铁素体的碳浓度为0.15%,远远超过该温度下铁素体的饱和碳浓度。据此认为,这种铁素体实质上是低碳马氏体;②中碳钢(0.5%C~3.5%Cr)在300℃等温形成下贝氏体,随着贝氏体转变量增加,剩余奥氏体中的碳浓度升高。这说明在贝氏体相变过程中原子不断地由α相通过α/γ界面向γ相中扩散,导致剩余γ相中的碳浓度升高;③电解分离贝氏体中的碳化物,测得碳化物中合金元素含量与钢的原始含量相同。据此认为,在贝氏体相变过程中铁及合金元素原子不发生扩散。

综合上述实验结果,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经发生了碳的扩散重新分配,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。在富碳区中首先析出渗碳体,使其碳浓度下降成为贫碳区,然后从新的贫碳区通过马氏体相变形成马氏体,而后又通过回火成为铁素体加渗碳体的两相机械混合物(贝氏体)。而在相变过程中铁及合金元素的原子是不发生扩散的。

在Ms点以上温度等温,过冷奥氏体中的贫碳区发生马氏体相变的原因可解释如下:如图16-6所示,马氏体相变开始点Ms随碳浓度增加而下降,当Cγ浓度的奥氏体(a点)冷却至Ms点以下时将发生马氏体相变。但是,当冷却至Ms点以上的T1温度(b点)等温时,在孕育期内由于碳原子的扩散重新分配,在奥氏体内形成富碳区和贫碳区,其Ms点亦随之发生变化。当贫碳区的碳浓度减小到C1以下时,其Ms点就升高到T1以上温度,因此,贫碳区(c点)在T1温度下就能够通过马氏体相变转变为马氏体。此时的马氏体为过饱和α相,在热力学上是不稳定的,在随后的等温过程中发生回火转变,马氏体分解成为α相和渗碳体的机械混合物,即贝氏体。等温温度越高,α相的过饱和度就越小,贫碳区的Ms点就越高。贝氏体相变温度范围的上限Bs点就是无碳奥氏体的Ms点。(www.xing528.com)

恩金假说能够解释贝氏体的形成、Bs点的意义和贝氏体中铁素体的碳浓度随等温温度变化而变化等现象,但没有解释贝氏体的形态变化和组织结构等问题。

图16-6 Fe-Fe3C平衡状态图

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