對鋼加熱時轉變的影響

對鋼加熱時轉變的影響
鋼在加熱時發生奧氏體形成和長大，剩余碳化物或鐵素體的溶解，奧氏體中合金成分的均勻化，合金元素的晶界偏聚，奧氏體晶粒長大等過程。當鋼加熱到Ac1溫度以上，奧氏體的形核和長大依賴于碳化物的溶解和碳的擴散，因而合金元素對碳化物穩定性的影響以及碳在奧氏體中擴散的影響，直接控制著奧氏體形核和長大的速率。強碳化物形成元素鈦、釩、鈮等形成穩定的碳化物，若溶于M23C6或Fe3C中也增加其穩定性，因而顯著減慢轉變時碳化物的溶解和奧氏體形成過程。中強碳化物形成元素鎢、鉬和鉻的作用要小些，而弱碳化物形成元素錳將降低強碳化物的穩定性，加速鋼在轉變時碳化物的溶解，降低其溶解于奧氏體的溫度，加速奧氏體的形成過程。非碳化物形成元素鎳和鈷降低碳在奧氏體中擴散激活能，加速奧氏體的形成。奧氏體轉變完成之后，碳和合金元素開始擴散均勻化，由于碳化物形成元素擴散系數遠低于碳的擴散系數，它們與碳的親和力大于鐵，因而在碳化物形成元素富集區，碳的濃度也高于碳在奧氏體中的平均濃度。在碳化物形成元素擴散均勻之前，碳在奧氏體中的分布也不均勻。含強碳化物形成元素和中強碳化物形成元素的鋼。用升高淬火溫度或延長保溫時間促進奧氏體中成分均勻化。這是合金鋼提高淬透性的有效方法。在奧氏體成分均勻化的同時，還發生合金元素和雜質元素的晶界偏聚過程，已知的元素有碳、硫、磷、鈮、鉬和稀土元素等。

鋼在高溫保持將引起奧氏體晶粒長大。凡是影響晶界表面能和晶界原子擴散的因素都可改變奧氏體晶粒長大過程。促進奧氏體晶粒長大的元素有碳，錳在高碳鋼中也有促進奧氏體晶粒長大作用。鋼中彌散的氮化物和碳化物質點阻礙晶界遷移，起細化奧氏體晶粒的作用，主要有鈦、鈮和釩的氮化物和碳化物，以及鋁的氮化物。

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