钢在加热时的转变 ：影响奥氏体转变速度的因素

1. 加热温度的影响        ① 加热温度越高则奥氏体形成的速度就越快。这是因为加热温度高(即过热度大)，则奥氏体形核率及长大速率都迅速增大，原子扩散能力也在增强，促进了渗碳体的溶解和铁素体的转变。       ① 加热温度必须高于AC1点，珠光体才能向奥氏体转变。转变需要一段孕育期以后才能开始，而且温度越高，孕育期越短。        ② 转变温度越高，奥氏体的形成速度越快，转变所需要的时间越短。这是由两方面原因造成的。一方面，温度越高则奥氏体与珠光体的自由能差越大，转变的推动力越大，另一方面，温度越高则原子扩散越快，因而碳的重新分布与铁的晶格改变越快，所以，使奥氏体的形核、长大、残余渗碳体的溶解及奥氏体的均匀化都进行得越快。可见，同样一个奥氏体化状态，既可通过较低温度较长时间的加热得到，也可由较高温度较短时间的加热得到。因此，在制定加热工艺时，应全面考虑温度和时间的影响。 2. 加热速度的影响         在连续升温加热时，加热速度对奥氏体化过程有重要影响，加热速度越快，则珠光体的过热度越大，转变的开始温度AC1越高，终了温度也越高．但转变的孕育期越短，转变所需的时间也就越短。 3. 化学成分的影响         一方面，钢中含碳量越高，奥氏体的形成速度越快。这是因为随含碳量增加，渗碳体的数量相应地增加，铁素体和渗碳体相界面的面积增加，因此增加了奥氏体形核的部位，增大奥氏体的形核率。同时，碳化物数量增加，又使碳的扩散距离减小，以及随奥氏体中含碳量增加，碳和铁原子的扩散系数将增大，从而增大奥氏体的长大速度。 4. 原始组织的影响         在化学成分相同的情况下，随原始组织中碳化物分散度的增大，不仅铁素体和渗碳体相界面增多，加大了奥氏体的形核率；而且由于珠光体片层间距减小，使奥氏体中的碳浓度梯度增大，这些都使奥氏体的长大速度增加。因此，钢的原始组织越细，则奥氏体的形成速度越快。奥氏体晶粒大小及其影响因素钢在加热后形成的奥氏体组织，特别是奥氏体晶粒大小对冷却转变后钢的组织和性能有着重要的影响。一般说来，奥氏体晶粒越细小，钢热处理后的强度越高，塑性越好，冲击韧性越高。但是奥氏体化温度过高或在高温下保持时间过长，将使钢的奥氏体晶粒长大。在热处理过程中应当十分注意防止奥氏体晶粒粗化。奥氏体的晶粒度可以用起始晶粒度、实际晶粒度和本质晶粒度等。1. 起始晶粒度        钢加热时，当珠光体刚刚转变为奥氏体时，奥氏体晶粒大小叫起始晶粒度，此时的晶粒一般均较细小，若温度提高或时间延长，晶粒会长大。 2. 实际晶粒度        奥氏体的起始晶粒形成后，如果继续在临界点以上升温或保温，晶粒就会自动长大起来。温度越高，时间越长，晶粒就长得越大。在每一个具体加热条件下所得到的奥氏体晶粒大小，称为奥氏体的“实际晶粒度”。即实际晶粒度为在具体的加热条件下加热时，所得到奥氏体的实际晶粒大小。它直接影响钢在冷却以后的性能。
3. 本质晶粒度本质晶粒度就是反映钢材加热时奥氏体晶粒长大倾向的一个指标。凡是奥氏体晶粒容易长大的钢就称为“本质粗晶粒钢”，反之，称为“本质细晶粒钢”。随着加热温度升高，本质粗晶粒钢的奥氏体晶粒一直长大，逐渐粗化。本质细晶粒钢则不然，在一定温度以下加热时，奥氏体晶粒长大很缓慢，一直保持细小晶粒。可是，超过一定温度以后，晶粒急剧长大，突然粗化。这个晶粒开始强烈长大的温度称为“晶粒粗化温度”。本质细晶粒钢只有在晶粒粗化温度以下加热时，晶粒才不容易长大奥氏体晶粒大小及其影响因素；1.加热温度和保温时间的影响     加热温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒越粗大。2.加热速度的影响     加热速度越快，过热度越大，奥氏体实际形成温度越高，可获得细小的起始晶粒。3.钢的化学成分的影响     碳全部溶于奥氏体时，随奥氏体中含碳量的增加，晶粒长大倾向增大。     合金元素Ti、Zr、V、Nb、Al等，当其形成弥散稳定的碳化物和氮化物时，由于分布在晶界上，因而阻碍晶界的迁，阻止奥氏体晶粒长大，有利于得到细晶粒钢。Mn和P是促进奥氏体晶粒长大的元素。

加热温度、加热速度、化学成分以及原始组织是影响奥氏体转变速度的主要因素。加热温度和加热速度越高，奥氏体形成的速度越快；钢中碳含量越高，促进奥氏体转变；原始组织中碳化物分散程度越高，也有利于奥氏体的快速形成。此外，奥氏体晶粒大小受加热温度、保温时间及化学成分等因素影响，适当控制这些条件可以防止晶粒粗化，提高钢的性能。
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