貝氏體的強度與貝氏體中鐵素體的晶粒大小符合Hall-Petch公式,即貝氏體中鐵素體晶粒(或亞晶粒)愈細小,貝氏體的強度就愈高,而且韌性有時還有所提高。
貝氏體中鐵素體的晶粒大小主要取決于奧氏體晶粒大小(影響鐵素體條的長度)和形成溫度(影響鐵素體條的厚度),但以后者為主。貝氏體形成溫度愈低,貝氏體鐵素體晶粒的整體尺寸就愈小,貝氏體的強度和硬度就愈高。·
貝氏體鐵素體往往較平衡狀態鐵素體的碳含量稍高,但一般小于0.25%。貝氏體鐵素體的過飽和度主要受形成溫度的影響,形成溫度越低,碳的過飽和度就越大,其強度和硬度增高,但韌性和塑性降低較少。
貝氏體鐵素體的亞結構主要是纏結位錯。隨相變溫度降低,位錯密度增大,強度和韌性提高。隨貝氏體鐵素體的亞結構尺寸減小,強度和韌性也增高。
根據彌散強化機理,碳化物顆粒尺寸愈細小,數量愈多,對強度的貢獻就愈大。
在滲碳體尺寸相同情況下,貝氏體中滲碳體數量愈多,則硬度和強度就愈高,韌性和塑性就愈低。
滲碳體的數量主要取決于鋼中的碳含量。貝氏體中滲碳體可以是片狀、粒狀、斷續桿狀或層狀。一般來說,滲碳體為粒狀時貝氏體的韌性較高,為細小片狀時其強度較高,為斷續桿狀或層狀時其脆性較大。
當鋼的成分一定時,隨相變溫度降低,滲碳體的尺寸減小,數量增多,滲碳體形態也由斷續桿狀或層狀向細片狀變化,硬度和強度增高,但韌性和塑性降低較少。隨等溫時間延長或進行較高溫度的回火,滲碳體將向粒狀轉化。
通常,滲碳體等向均勻彌散分布時,強度較高,韌性較好。若滲碳體定向不均勻分布,則強度較低,且脆性較大。在上貝氏體中滲碳體易定向不均勻分布,且顆粒較粗大,而在下貝氏體中滲碳體分布較為均勻,且顆粒較細小,所以上貝氏體的強度和韌性要比下貝氏體低很多。
由于奧氏體化溫度不同,引起奧氏體的化學成分及其晶粒度發生變化,也會影響貝氏體的性能。
另外,由于貝氏體相變的不完全性,導致貝氏體鐵素體條件出現殘余奧氏體、珠光體以及馬氏體(回火馬氏體)等非貝氏體組織,也會影響貝氏體的性能。
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