英文
bainite transformation
简介
在金属热处理过程中，钢的过冷奥氏体在中温(珠光体转变和马氏体转变的温度范围之间)发生的转变。钢铁热处理理论的奠基者美国人贝茵(E C Bain)在1930年首先发表了这种转变产物的光学金相照片，后来人们把这种转变产物命名为贝氏体。到1939年，美国人梅尔(R.F.Mehl)把在这个温度范围上部的转变产物称为“上贝氏体”(图1);在这个温度范围下部的转变产物称为“下贝氏体”(图2)。
机制 关于贝氏体的定义和转变机制，是固态转变理论发展中最有争议的领域之一。它形成了两个对立的学派，即以柯俊为代表的切变学派和以美国人阿洛申(H.I.Aaronson)为代表的扩散学派，以及介于两个学派之间的一种所谓转变机制转化连续性和阶段性理论。
20世纪50年代初，当时在英国伯明翰大学任教的中国学者柯俊及其合作者英国人科垂耳(S.A.Cot-
图1 上贝氏体
(原放大13000倍，复制缩小至原来的1/2)
图2 下贝氏体
(原放大11000倍，复制缩小到原来的1/2)
trell)，首次研究了钢中贝氏体转变的本质。他们用光学金相法在预先抛光的样品表面发现，在贝氏体转变时有类似于马氏体转变的表面浮凸效应。在当时，转变过程的表面浮凸效应被公认是马氏体型切变机制的有力证据。以此实验现象为依据，认为贝氏体转变是受碳扩散控制的马氏体型转变。铁和置换式溶质原子是无扩散的切变，间隙式溶质原子(如碳)则是有扩散的。这种观点后来为许多学者所继承和发展，人们统称为“切变学派”。它在20世纪50～60年代，是贝氏体转变的主导理论。
到20世纪60年代末，切变理论受到了美国以研究扩散型相变著称的阿洛申(H.I.Aaronson)及其合作者的挑战。他们从合金热力学的研究结果认为，在贝氏体转变温度区间，相变驱动力不能满足切变机制的能量条件，因而从热力学上否定了贝氏体转变的切变理论。他们认为贝氏体转变属于共析转变类型，以扩散台阶机制长大，属于扩散型转变。这种观点为中国著名金属学家徐祖耀等继承和发展，人们统称为“扩散学派”。
在两大学派之间，还有一些中间性理论。例如，认为贝氏体转变是介于共析分解和马氏体转变之间的中间过渡性转变，上贝氏体的形成机制接近于共析分解，而下贝氏体则与马氏体转变相近。
形态分类 钢中贝氏体的形态，由于化学成分的影响及转变机制的中间过渡性，显得比较复杂。根据形态和转变温度的高低，通常分为“上贝氏体”和“下贝氏体”两大类。在上、下贝氏体内又可分若干个小类，如表所示。
贝氏体主要形态分类表
续表
上贝氏体形态的共同特点是在贝氏体铁素体板条之间存在未转变的奥氏体或其转变产物。下贝氏体的未转变奥氏体或其转变产物则位于贝氏体铁素体板条之内。羽毛状上贝氏体或BⅡ型贝氏体，是最早发现的上贝氏体。在贝氏体铁素体板条之间存在着不连续的渗碳体片(图1)，它是贝氏体转变完成的产物。在贝氏体转变初期，贝氏体铁素体先形成，将碳原子富集到未转变的奥氏体内，而碳化物则尚未析出，就获得无碳化物贝氏体或BⅠ型贝氏体、准上贝氏体、粒状贝氏体等形态。针状下贝氏体或BⅢ型贝氏体是最早发现的下贝氏体，渗碳体片以与长轴成50°～60°角分布在板条之内(图2)，它也是贝氏体转变完成的产物。准下贝氏体是转变初期的产物。
与粒状贝氏体相近的所谓“粒状组织”，它的铁素体基体不是贝氏体铁素体，而是块状铁素体，一般认为块状铁素体是块型转变的产物。在铁素体基体上分布的富碳奥氏体或其冷却过程中转变产物的混合组织(简称M/A岛)是无方向性分布的，也没有贝氏体转变那样的表面浮凸效应。