貝氏體 應(yīng)用哈默納科諧波減速機(jī)SHD-32-160-2UH

貝氏體 應(yīng)用哈默納科諧波減速機(jī)SHD-32-160-2UH當(dāng)奧氏體過冷到低于珠光體轉(zhuǎn)變溫度和高于馬氏體轉(zhuǎn)變溫度之間的溫區(qū)時(shí)，將發(fā)生由切變相變與短程擴(kuò)散相配合的轉(zhuǎn)變，其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物叫貝氏體或貝茵體。它因Edgar C.Bain于1934年在鋼中發(fā)現(xiàn)這種組織而得名.。在許多有色合金中也觀察到類似的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，亦稱為貝氏體。鋼中的貝氏體是鐵素體和碳化物的混合組織。

隨著時(shí)代的進(jìn)步，當(dāng)前社會(huì)對(duì)交通運(yùn)輸、機(jī)械制造等行業(yè)提出了更高的要求，因此，對(duì)于金屬材料來講，也迎來了新的挑戰(zhàn)。在保證成本不顯著增加的情況下，不僅要求其具備較高的強(qiáng)度和硬度，還需要擁有良好的綜合力學(xué)性能才能適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。傳統(tǒng)的材料已經(jīng)無法滿足時(shí)代進(jìn)步所提出的更高要求，新型的材料及工藝亟待研發(fā)。

國內(nèi)外工程上所使用的結(jié)構(gòu)件大多由金屬材料制成，結(jié)構(gòu)件尺寸普遍較大且形狀復(fù)雜。對(duì)于傳統(tǒng)的淬火馬氏體組織，在熱處理過程中，如果冷速過快，容易引起開裂，冷速過慢又會(huì)使得心部出現(xiàn)較多層片狀珠光體組織，影響結(jié)構(gòu)件的力學(xué)性能。唯有通過添加較多的昂貴的合金元素來提高馬氏體鋼的淬透性，而這又會(huì)使得成本大幅度增加。細(xì)晶強(qiáng)化是針對(duì)其的一項(xiàng)應(yīng)用十分廣泛的強(qiáng)化手段之一，如果能得到納米級(jí)的金屬材料組織，其綜合力學(xué)性能肯定會(huì)實(shí)現(xiàn)突破。

近年來，國內(nèi)外大量的科學(xué)家對(duì)納米材料的制備工藝進(jìn)行了研究，貝氏體 應(yīng)用哈默納科諧波減速機(jī)SHD-32-160-2UH制作納米材料的技術(shù)也不斷進(jìn)步。利用大塑性變形等多種方法已可得到納米級(jí)的金屬材料組織。但是大多工藝復(fù)雜，難以進(jìn)行規(guī)模生產(chǎn)。

自20世紀(jì)30年代Bain和Davenprot通過中溫等溫轉(zhuǎn)變獲得貝氏體以來，貝氏體相變理論不斷的發(fā)展，多種形貌的貝氏體組織被科學(xué)家們所發(fā)現(xiàn)，并且設(shè)計(jì)出不同成分的鋼種和生產(chǎn)工藝，形成了多種系列的貝氏體鋼，推動(dòng)了貝氏體鋼在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。Bhadeshia等使用一種高碳高硅鋼，將其置于MS點(diǎn)溫度附近進(jìn)行長時(shí)間的等溫轉(zhuǎn)變，獲得了組織極其細(xì)小的納米級(jí)貝氏體組織，其貝氏體鐵素體板條厚度能夠達(dá)到30nm，富碳的殘余奧氏體薄膜均勻分布于鐵素體板條間，這種組織超細(xì)的貝氏體被稱為低溫貝氏體。

在金屬熱處理過程中，鋼的過冷奧氏體在中溫(珠光體轉(zhuǎn)變和馬氏體轉(zhuǎn)變的溫度范圍之間)發(fā)生的轉(zhuǎn)變。鋼鐵熱處理理論的奠基者美國人貝茵(E C Bain)在1930年首先發(fā)表了這種轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的光學(xué)金相照片，后來人們把這種轉(zhuǎn)變產(chǎn)物命名為貝氏體。到1939年，美國人梅爾(R.F.Mehl)把在這個(gè)溫度范圍上部的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物稱為"上貝氏體");在這個(gè)溫度范圍下部的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物稱為"下貝氏體"。

關(guān)于貝氏體的定義和轉(zhuǎn)變機(jī)制，是固態(tài)轉(zhuǎn)變理論發(fā)展中最有爭議的領(lǐng)域之一。它形成了兩個(gè)對(duì)立的學(xué)派，即以柯俊為代表的切變學(xué)派和以美國人阿洛申(H.I.Aaronson)為代表的擴(kuò)散學(xué)派，以及介于兩個(gè)學(xué)派之間的一種所謂轉(zhuǎn)變機(jī)制轉(zhuǎn)化連續(xù)性和階段性理論。

20世紀(jì)50年代初，當(dāng)時(shí)在英國伯明翰大學(xué)任教的中國學(xué)者柯俊及其合作者英國人科垂耳研究了鋼中貝氏體轉(zhuǎn)變的本質(zhì)。他們用光學(xué)金相法在預(yù)先拋光的樣品表面發(fā)現(xiàn)，在貝氏體轉(zhuǎn)變時(shí)有類似于馬氏體轉(zhuǎn)變的表面浮凸效應(yīng)。在當(dāng)時(shí)，轉(zhuǎn)變過程的表面浮凸效應(yīng)被公認(rèn)是馬氏體型切變機(jī)制的有力證據(jù)。貝氏體 應(yīng)用哈默納科諧波減速機(jī)SHD-32-160-2UH以此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為依據(jù)，認(rèn)為貝氏體轉(zhuǎn)變是受碳擴(kuò)散控制的馬氏體型轉(zhuǎn)變。鐵和置換式溶質(zhì)原子是無擴(kuò)散的切變，間隙式溶質(zhì)原子(如碳)則是有擴(kuò)散的。這種觀點(diǎn)后來為許多學(xué)者所繼承和發(fā)展，人們統(tǒng)稱為"切變學(xué)派"。它在20世紀(jì)50~60年代，是貝氏體轉(zhuǎn)變的主導(dǎo)理論。

到20世紀(jì)60年代末，切變理論受到了美國以研究擴(kuò)散型相變著稱的阿洛申(H.I.Aaronson)及其合作者的挑戰(zhàn)。他們從合金熱力學(xué)的研究結(jié)果認(rèn)為，在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間，相變驅(qū)動(dòng)力不能滿足切變機(jī)制的能量條件，因而從熱力學(xué)上否定了貝氏體轉(zhuǎn)變的切變理論。他們認(rèn)為貝氏體轉(zhuǎn)變屬于共析轉(zhuǎn)變類型，以擴(kuò)散臺(tái)階機(jī)制長大，屬于擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變。這種觀點(diǎn)為中國著名金屬學(xué)家徐祖耀等繼承和發(fā)展，人們統(tǒng)稱為"擴(kuò)散學(xué)派"。

在兩大學(xué)派之間，還有一些中間性理論。例如，認(rèn)為貝氏體轉(zhuǎn)變是介于共析分解和馬氏體轉(zhuǎn)變之間的中間過渡性轉(zhuǎn)變，上貝氏體的形成機(jī)制接近于共析分解，而下貝氏體則與馬氏體轉(zhuǎn)變相近。

中低碳結(jié)構(gòu)鋼適當(dāng)合金化后可顯著延遲珠光體轉(zhuǎn) 變，突出貝氏體轉(zhuǎn)變，使鋼在奧氏體化后在較大的連續(xù) 冷卻冷速范圍內(nèi)部可以得到以貝氏體為主的組織，稱 為貝氏體鋼。貝氏體鋼可以用較低的冷速得到較高的 綜合性能，從而簡化熱處理工藝，減少變形。

為延遲鋼的珠光體轉(zhuǎn)變(包括先共析鐵素體轉(zhuǎn) 變)，最有效的合金元素是B、Mo、Mn、W和Cr。其中 特別是B和Mo在延遲珠光體轉(zhuǎn)變的同時(shí)對(duì)貝氏體轉(zhuǎn) 變卻影響不大。所以貝氏體鋼大多以Mo、B為基本合 金元素。

貝氏體開始轉(zhuǎn)變點(diǎn)BS是衡量貝氏體鋼性能的重 要指標(biāo)。BS點(diǎn)愈低，其抗拉強(qiáng)度愈高。合金元素按碳、 錳、鉬、鉻、鎳的次序依次減弱對(duì)BS點(diǎn)的影響。但它們 也同時(shí)使MS點(diǎn)降低，從而降低材料工藝性能。所以常 貝氏體 應(yīng)用哈默納科諧波減速機(jī)SHD-32-160-2UH用BS降低值與MS降低值之比來衡量合金元素對(duì)貝 氏體鋼的貢獻(xiàn)。按此排列則依次為:C、Cr、Mo、Mn、 Ni。

貝氏體鋼的最終熱處理狀態(tài)通常是爐冷、空冷或 模冷。其組織以下貝氏體為主。但隨冷卻的不同也可能 出現(xiàn)板條馬氏體和無碳貝氏體。

下貝氏體和板條馬氏體均為板條狀，在很多情況 下是相間排列的，在光鏡下很難區(qū)分。其特征如下:

M-A組織是在貝氏體、馬氏體基底上分布的顆粒 組織。這是由于碳濃度偏析在冷卻轉(zhuǎn)變中形成的富碳 奧氏體區(qū)，在隨后的冷卻中部分轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，部分保 持奧氏體狀態(tài)而構(gòu)成。M-A組織通常在光鏡中可以辨 認(rèn)，呈不規(guī)則顆粒，分布在貝氏體鐵素體內(nèi)或晶界上。 隨轉(zhuǎn)變溫度的降低，顆粒變細(xì)變小。馬氏體中也可以出 現(xiàn)M-A組織，但只能由電鏡加以辨別。而在 55SiMnMo鋼的無碳貝氏體上M-A已演變成塊狀組 織。M-A組織硬度、強(qiáng)度均高于基底。但少量小顆粒的 M-A組織對(duì)常規(guī)性能沒有明顯影響。

無碳貝氏體是中碳貝氏體鋼55SiMnMo正火態(tài) 的主要組織。鐵素體和富碳奧氏體組成條片相間的貝 氏體組織，貝氏體 應(yīng)用哈默納科諧波減速機(jī)SHD-32-160-2UH在相內(nèi)和相間均無碳化物析出。經(jīng)測定此種 無碳貝氏體中含奧氏體約30%(體積分?jǐn)?shù))。奧氏體的 含碳量可達(dá)wC=1.5%。

為了顯示無碳貝氏體中的奧氏體，可以采用染色 法。染色劑為:亞硫酸鈉2g，冰醋酸2mL，水50mL。先 用硝酸酒精(3+97)侵蝕，使組織清晰，再浸入染色劑 中1~2min。沖洗，烘干時(shí)要避免碰擦。這時(shí)奧氏體保持明亮、塊狀，為天藍(lán)色，鐵素體呈棕色。

無碳貝氏體具有良好的沖擊疲勞抗力。回火分解溫度為400℃。