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真空热处理-先共析转变和伪共析转变

时间:2021-03-10

真空热处理-先共析转变和伪共析转变

在生产中大量使用的非共析钢(亚共析钢和过共析钢)的珠光体转变基本上与共析钢相似,只不过在珠光体转变之前会发生先共析相的析出,冷却速度大时还会发生伪共析转变因此,在了解共析钢珠光体转变后,有必要进一步弄清先共析转变和伪共

析转变等问题图2-60FeFe3C相图的一部分,图中SG′GS的延长线,SE′ES的延长线。GSG′ESE'两线将相图左下角划分为四个区域,GSE为熟知的奥

氏体单相区,G′SE为伪共析转变区,GSE为先共析铁素体析出区,ESG′先共析渗碳体析出区。入非共析钢完全奥氏体化后冷至

GSEESG区域,将析出先共析相,待奥氏体进入ESG区时将发生珠光体转变,从奥氏体中同时析出铁素体和渗碳体。非共析成分的奥氏体在珠光体转变之前析出先共析相的转变称为先共析转变

(1)亚共析钢先共析铁素体的析出。亚共析钢完全奥氏体化后如被冷却到GSE,将有先共析铁素体析出,如图2-60中的合金。随温度降低,铁素体的析出量逐渐增多,当温度降至T2,先共析相停止析出

析出的先共析铁素体的量取决于奥氏体的碳含量和冷却速度。碳含量越高,冷速越大,析出的先共析铁素体量越少

先共析铁素体的析出也是一个形核、长大的过程,并受碳在奥氏体中的扩散所控制。先共析铁素体的核大都在奥氏体晶界上形成。晶核与一侧的奥氏体晶粒[261(a)中的1]存在KS关系,二者之间为共格界面,但与另一侧的奥氏体晶粒[261(a)中的Y2]无位向关系,二者之间是非共格界面。当然,在同一个奥氏体晶界上形成的另一个铁素体晶核,可能与奥氏体晶粒1无位向关系,而与奥氏体晶粒Y2存在KS关系。核形成后,与其接壤的奥氏体的碳浓度将增加,在奥氏体内形成浓度梯度,从而引起碳的扩散,结果导致界面上碳平衡被破坏。为了恢复平衡,必须从奥氏体中继续析出低碳铁素体,从而使铁素体不断长大。先共析铁素体的形态有三种,即块状(又称等轴状,262)、网状(263)和片状(264)。一般认为,块状铁素体和网状铁素体都是由铁素体晶核的非共格界面推移而长成的。片状铁素体则是由铁素体晶核的共格界面推移而长成的。钢的化学成分、奥氏体晶粒的大小以及冷却速度的不同,使先共析铁素体的长大方式也各不相同,因而表现出各种不同的形态。块状铁素体的形貌趋于等轴形。它可以在奥氏体晶界,也可以在奥氏体晶内形成。当亚共析钢奥氏体含碳量较低时,在一般的情况下,先共析铁素体大都呈等轴块状。这种形态的铁素体往往是在温度较高、冷却速度较慢的情况下形成的。此时,非共格界面迁移比较容易,故铁素体将向奥氏体晶粒y2(此晶粒与铁素体无位向关系)一侧长大成球冠状[261(b)(c)],最后长成等轴状

网状铁素体是由铁素体沿奥氏体晶界择优长大而成的。这种铁素体可以是连续的网状,也可以是不连续的网状。如果亚共析钢的奥氏体含碳量较高,当奥氏体晶界上的铁素体长大并连成网时,剩余奥氏体的碳浓度可能已经增加到接近共析成分,进入ESG(260),奥氏体将转变为珠光体,于是就形成了铁素体呈网状分布的形态片状铁素体一般为平行分布的针状或锯齿状。这种铁素体常被称为魏氏组织铁素体,是通过共格界面的推移而形成的。

(2)过共析钢先共析渗碳体的析出。过共析钢热到A。以上完全奥氏体化后,过冷到E'SG区域时将析出先共析渗碳体。先共析渗碳体的组织形态可以是网状(263)、粒状(264)或针状(265)。但在奥氏体晶粒粗大、成分均匀的情况下,先共析渗碳体的形态呈粒状的可能性很小,一般均呈针状(立体形状实际为片状,下同)或网状,称为魏氏组织渗碳体。

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