影响贝氏体相变动力学的因素分析

1.化学成分的影响

随钢中碳含量的增加，贝氏体相变速度减慢，等温转变C曲线右移，而且“鼻尖”温度下移。这是因为碳含量增高，形成贝氏体时需要扩散的碳的数量增加。钢的常用合金元素中，除了Co和Al加速贝氏体相变速度以外，其他合金元素如Mn、Ni、Cu、Cr、Mo、W、Si、V及少量B都延缓贝氏体的形成，同时也使贝氏体相变温度范围下降，其中以Mn、Cr、Ni的影响最为显著。钢中同时加入多种合金元素，其相互影响比较复杂。

2.奥氏体晶粒大小和奥氏体化温度的影响

由于奥氏体晶界是贝氏体的优先形核部位，所以一般来说，随奥氏体晶粒增大，贝氏体相变孕育期增加，形成一定数量贝氏体所需的时间增加，相变速度减慢。

提高奥氏体化温度或延长时间，一方面使碳化物溶解趋于完全，使奥氏体成分均匀性提高，同时又使奥氏体晶粒长大，因而贝氏体相变速度减慢。但是，温度过高或保温时间过长时，又有加速贝氏体相变的作用，即形成一定数量贝氏体所需的时间缩短。

3.应力和塑性变形的影响

研究表明，拉应力使贝氏体相变加速。随应力增加，贝氏体相变速度提高。当应力超过其屈服强度时，贝氏体相变速度的提高尤为显著。

塑性变形的影响比较复杂。在高温区（1 000～800℃）对奥氏体进行塑性变形，将使贝氏体相变孕育期延长，相变速度减慢，相变不完全程度增加。在中温区（600～300℃）对奥氏体进行塑性变形，则贝氏体相变孕育期缩短，相变速度加快。高温变形时可能产生两种相反的作用：一方面，塑性变形使奥氏体的晶体缺陷密度增高，有利于碳的扩散，故使贝氏体相变加速；另一方面，奥氏体的塑性变形会产生多边化亚结构，破坏晶粒取向的连续性，对铁素体的共格长大不利，故使贝氏体相变减慢。当后者占优势时，贝氏体相变将减慢。中温塑性变形不仅使奥氏体中的缺陷密度增高，有利于碳的扩散，而且造成内应力，有利于贝氏体铁素体按切变机制形成，故加快贝氏体相变速度。中温塑性变形不仅促进碳化物析出，而且可以细化贝氏体铁素体晶粒。而高温塑性变形只能细化贝氏体铁素体晶粒。(www.xing528.com)

4.奥氏体冷却时在不同温度停留的影响

过冷奥氏体在冷却过程中不同温度下停留时对贝氏体相变的影响，可以分为以下3种情况，如图16-12所示。

图16-12　冷却时不同温度停留的3种情况

（1）在珠光体相变与贝氏体相变之间的过冷奥氏体稳定区停留（曲线1）时会加速随后的贝氏体相变速度。实验发现，在过冷奥氏体稳定区停留后有碳化物析出，因此认为，由于碳化物析出降低了奥氏体中碳和合金元素的浓度，即降低了奥氏体的稳定性，所以使贝氏体相变加速。

（2）在贝氏体形成温度范围的高温区停留，形成部分上贝氏体后再冷却至贝氏体相变的低温区（曲线2）时，将使下贝氏体相变的孕育期延长，降低其转变速度，减少最终贝氏体转变量。这表明高温停留和发生部分贝氏体相变，增大了未转变奥氏体的稳定性。

（3）在Ms点稍下温度或在贝氏体形成温度范围的低温区停留，先形成少量的马氏体或下贝氏体后再升高至较高温度（曲线3）时，先形成的马氏体或下贝氏体都将使随后的贝氏体（下贝氏体或上贝氏体）相变加速。其原因是由于较低温度下的部分相变使奥氏体点阵发生畸变（或应变），从而加速了贝氏体的形核，即所谓应变促发形核，加速了贝氏体的形成。