2.1 奥氏体的形成

第二章钢在加热时的奥氏体转变奥氏体形成机理热处理原理与工艺第二章钢在加热时的奥氏体转变1、奥氏体形成机理3、奥氏体晶粒长大及控制2、奥氏体的形成动力学2.1奥氏体的形成§1奥氏体形成机理一、奥氏体的基本性质C溶于γ-Fe形成的固溶体，面心立方结构碳所处的可能位置：fcc八面体中心或棱边中点溶解度：最大理论值wc%=2.11%碳原子分布不均匀，在A中有浓度起伏形貌：等轴状、有孪晶合金奥氏体2.1奥氏体的形成二、奥氏体的性能力学性能塑性好、强度低。（滑移系多）冷、热加工成形的工程意义？物理性能顺磁性。材料应用？比容小（比体积小于铁素体、马氏体）。热处理应该考虑的问题？热膨胀系数大。可以用于热敏功能材料。导热性能差，加热应注意。加热速度？化学性能

抗腐蚀；耐热。2.1奥氏体的形成三、奥氏体的形成机理有核相变，包括形核和长大两个基本过程相变温度（临界点）平衡相变点：A1(PSK)、A3(GS)、Acm(ES)实际加热时的相变点：Ac1、Ac3、Accm实际冷却时的相变点：Ar1、Ar3、Arcm形成条件Ac1、Ac3、Accm以上，有一定的过热度过热度大，容易形成实际相变温度与加热速度有关，不是固定值，加热速度越快，Ac1、Ac3、Accm越高。2.1奥氏体形成的机理四、珠光体类组织向奥氏体的转变过程形核→长大→

残余碳化物溶解→

A的成分均匀化珠光体类组织球化体（球状P=F+球状碳化物）片状P2.1奥氏体形成的机理1、形核球化体优先在晶界的F/碳化物界面上形成其次在晶内的F/碳化物界面上形成片状P优先在P团的界面上形成其次在F/碳化物界面上形成相界形核原因碳浓度起伏，如F

中高浓度区有利于向A转变结构起伏→晶体结构改组容易能量起伏→杂质、晶体缺陷多→形核→降低界面能、应变能2.1奥氏体形成的机理2.1奥氏体形成的机理2、长大球化体

奥氏体包围碳化物，使碳化物与F分开，奥氏体形成F/A和C/A两个界面，双向推进长大。片状P垂直片方向（在A、F中存在碳浓度差，引起碳在以上两相中的扩散。为维持相界碳浓度的平衡，原始组织F和碳化物相就会

不断溶解）。平行片方向（体扩散+界面扩散）C既可以在奥氏体晶粒中进行，也可以沿γ/α相界面进行→沿γ/α相界面扩散时路程短，是主要扩散路径→界面迁移快→平行方向长大速度快C%dCdx①奥氏体在α/Fe3C相界面上形核后，将产生三相平衡，产生γ/Fe3C和r/α两个相界面。②Cr-k>Cr-a，浓度差dC=Cr-k-Cr-α将在奥氏体内产生扩散。2.1奥氏体形成的机理∆Cr↔k∆Cr↔αdCdxCr-α↑→Cr-α’；

Cr-k↓→Cr-k

’相界面上的平衡浓度被打破③为了恢复并维持相界面上的平衡浓度α点阵重构→γ，向α方向长大，Cr-α’↓→Cr-aFe3C向γ中溶解，向Fe3C方向长大，Cr-k

’↑一Cr-k2.1奥氏体形成的机理2.1奥氏体形成的机理2.1奥氏体形成的机理3、残余碳化物的溶解实验证实F先溶解F先溶解的原因晶体结构碳浓度差异4、奥氏体成分均匀化2.1奥氏体形成的机理其它钢的奥氏体转变：亚共析钢：P转变为A后，F再转变过共析钢：P转变为A后，Fe3C再转变低合金钢：P转变与碳钢过程、机理相同，但进程比较慢，相变温度高，时间长。2.1奥氏体形成的机理二、马氏体向奥氏体的转变工程意义：返修；铸造、锻造等连续冷却组织相变点以上加热：同时形成针状和球状两种A形成球状A是主流；针状A是初始阶段的过渡组织，随后会转变为球状或合并为粗晶粒（组织遗传）2.1奥氏体形成的机理1、针状A形核：板条之间有碳化物→优先在界面形核板条之间无碳化物→在板条之间形核加热温度：在Ac1、Ac3附近不出现加热速度：快速或慢速加热容易出现组织遗传：针状