奥氏体形成的动力学曲线分析

 用金相法测定的含0.041%Nb和不含铌的0.14%C-1.62%Mn-0.42%Si钢的奥氏体形成动力学曲线见图2-5,试样经740℃盐浴加热，保温不同时间后水淬，用割线法测定Sn(单位体积内铁素体－铁素体交界面的面积），用数点法测定各相的体积分数V、，将实验结果经过统计分析处理后作图示于图2-5.可以看出：

（1) 初始时，奥氏体的体积分数随临界区加热保温时间的增加，非常迅速地增长，10min左右，即达到平台区，进一步增加保温时间，奥氏体体积分数变化不大。

（2) 奥氏体的体积分数V在保温60s时达到15%,珠光体体积分数随在临界区温度保温时间的增加迅速下降（表2-1).但同时测定的铁素体体积分数基本没有变化，这说明奥氏体的初始形成和长大是依靠珠光体的溶解。

（3) 在光学显微镜和扫描电镜的分辨范围内，达到Sv、v再发生变化时的“佯平衡条件”所需的时间（即显微组织不发生变化的时间）为180s.740℃下奥氏体向铁素体长大开始时的时间比根据Specich()等人的奥氏体形成图的预测更早些。

（4) 含铌钢和不含铌钢的奥氏体形成动力学曲线相似。扫描电镜观察指出：在淬火组织中有马氏体组织边圈，这说明在这一临界区处理条件下有锰的分配，即不能采用碳扩散控制的佯平衡模型来处理奥氏体长大动力学。

  用膨胀法和金相法测定了各种温度处理时奥氏体形成动力学曲线。钢的成分为0.06%C,0.12%C,0.20%C-1.5%Mn,初始显微组织为铁素体加珠光体。碳含量为0.12%的钢的奥氏体形成动力学曲线示于图2-6。将金相观察的不同碳含量钢的奥氏体形成动力学曲线对比与分析得出：

  a. Ac3以上的温度退火时，奥氏体形成非常迅速，碳越高，全部奥氏体化所需的时间越短。例如含碳0.06%的钢，需1min多，而0.20%C钢不到10s,这可能由于在同样的退火温度下（900℃),不同碳含量的钢的过热程度不同，因而奥氏体形成所需的能量不同；或者由于碳含量不同，珠光体量和珠光体团的平均距离不同，奥氏体形成时碳和合金元素的扩散距离不同而造成的。

  b. 当临界区加热时，随着碳含量的增加，珠光体完全溶解的时间增加。例如，740℃时，0.06%C钢中的珠光体完全溶解的时间小于15s,0.12%C钢为30s,而0.20%C钢则需要2min.相应的奥氏体的体积分数分别为8%、15%、30%;碳含量越高，珠光体溶解后奥氏体的长大速率也越快，但达到最终平衡的时间基本相当。在780℃加热时，3种碳含量的钢的珠光体溶解速率均小于15s.

  c. 临界区加热时，奥氏体在铁素体和珠光体交界面上形核，瞬间即可完成，然后珠光体溶解，这一步的速率视温度和是否有置换固溶元素的扩散而异，然后是奥氏体向铁素体长大，其速率决定于碳的扩散或锰的重新分配，最后是奥氏体内的合金元素均匀化。