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奥氏体的中温转变产物贝氏体,从被发现之日起就受到广泛怀疑,而贝氏体相变机制至今还在延续着切变观点和扩散观点近个多世纪的针锋相对的论争。本文应用透射电镜(JEM-2100F)、环境扫描电镜(Quanta-400)、扫描隧道显微镜(Nanofrist-1000型)和光学显微镜(LeiCa)等仪器对20CrMo、35CrMo、45CrNiMoV、S7、60Si2CrV、GCr18Mo、GCr15、9Cr3Ni等工业用钢分别进行等温实验和表面浮凸观察实验。对组织形貌观察表明,上贝氏体不止可在界面形核,还可以在晶内激发形核,随着碳含量的增加,组织形貌由片条状逐渐过渡为羽毛状;针状贝氏体束构成下贝氏体组织;通过对铁原子和替换原子扩散系数、贝氏体长大速度的计算和表面浮凸的观察,表明贝氏体相变切变机制和扩散机制与实际不符;并且证明了贝氏体形核和长大过程中,相界面处铁原子和替换原子的非协同热激活跃迁性。同时,实验分析和理论研究,表明贝氏体转变开始于贝氏体铁素体的形核,且在贝氏体铁素体和原奥氏体界面析出形核的贝氏体碳化物通过长大形成的贝氏体亚单元,使得贝氏体形貌多样化。贝氏体铁素体和贝氏体碳化物形核-长大过程中铁原子和替换原子是以原子非协同热激活跃迁方式进行的。贝氏体热激活跃迁机制是相界面处铁原子和替换原子以不同位移矢量跃迁,使贝氏体铁素体/奥氏体(BF/A)和贝氏体碳化物/奥氏体(Bc/A)界面向奥氏体中推移,形成贝氏体,且原子跃迁距离在一个原子间距内。最后,在系统的自组织作用下,贝氏体组成相有序组合,有效配合,最终形成贝氏体组织;并指出表面浮凸只是表面转变必然存在,不能作为某些相变的特征进行研究。本论文也对贝氏体转变的原子热激活跃迁机制提供实验和理论支持。