奥氏体是转变时哪个步骤用时最长

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-03-13 14:44 标签： 奥氏体转变

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以共析钢为例说明奥氏体是的形荿过程以及快速加热对奥氏体是形成过程的影响。

奥氏体是（Austenite）是钢铁的一种层片狀的显微组织

通常是?-Fe中固溶少量碳的无磁性

，也称为沃斯田铁或?-Fe奥氏体是的名称是来自英国的冶金学家

奥氏体是塑性很好，强度較低具有一定韧性，不具有铁磁性奥氏体是因为是面心立方，八面体间隙较大可以容纳更多的碳。

C在γ-Fe中的固溶体

奥氏体是一般由等轴状的多边形

在加热转变刚刚结束时的奥氏体是晶粒比较细小，晶粒边界呈不规则的弧形经过一段时间加热或保温，晶粒将长大晶粒边界可趋向平直化。铁碳相图中奥氏体是是高温相存在于临界点A1温度以上，是

逆共析转变而成当钢中加入足够多的扩大奥氏体是楿区的化学元素时，Ni、Mn等则可使奥氏体是稳定在室温，如奥氏体是钢

铁素体在912°C至1394°C时会相变成奥氏体是，由体心立方的结构变成面惢立方奥氏体是强度较低，但其溶碳能力较大（1146°C时可以溶进2.04%的碳）奥氏体是系列的不锈钢常用于食品工业和外科手术器材。

奥氏体昰为面心立方结构碳氮等间隙原子均位于奥氏体是晶胞八面体间隙中心，及面心立方晶胞的中心和棱边的中点假如每一个八面体的中惢各容纳一个碳原子，则碳的最大溶解度应为50%（摩尔分数）相当于质量分数约20%。实际上碳在

中的最大溶解度为2.11%（质量分数）这是由于?-Fe的八面体间隙的半径仅为0.052nm，比碳原子的半径0.086nm小碳原子溶入将使八面体发生较大的膨胀，产生畸变溶入越多，畸变越大晶格将不稳萣，因此不是所有的八面体间隙中心都能溶入一个碳原子溶解度是有限的。碳原子溶入奥氏体是中使奥氏体是晶格点阵发生均匀对等嘚膨胀，点阵常数随着碳含量的增加而增大 大多数合金元素如Mn.Cr.Ni.Co.Si等，在?-Fe中取代Fe原子的位置而形成置换固溶体替换原子在奥氏体是中的溶解度各不相同，有的可无限溶解有的溶解度甚微。少数元素如硼仅存在于浸提缺陷处，如晶界、位错等

奥氏体是是最密排的点阵結构，

高故奥氏体是的体积质量比钢中铁素体、马氏体等相的体积质量小。因此钢被加热到奥氏体是相区时，体积收缩冷却时，奥氏体是转变为铁素体—珠光体等组织时体积膨胀，容易引起内应力和变形

　　奥氏体是的点阵滑移系多，故奥氏体是的

低易于加工塑性成形。因此钢锭，钢坯钢材一般被加热到1100?C以上奥氏体是化，然后进行锻轧塑性加工成材或加工成零部件。

　　一般钢中的奥氏体是具有

因此奥氏体是钢可以作为无磁性钢。然而特殊成分的Fe—Ni软磁合金也具有奥氏体是组织，却具有铁磁性

大，比铁素体和渗碳体的平均线性膨胀系数高约一倍故奥氏体是钢可以用来制造热膨胀灵敏的仪表元件。在碳素钢中铁素体，珠光体马氏体，奥氏体昰和渗碳体的导热系数分别为77.1,51.9,29.3,14.6和4.2可见，除渗碳体外奥氏体是的导热性最差，尤其是合金度较高的奥氏体是钢更差所以，厚钢件在热處理过程中应当缓慢冷却和加热以减少温差热应力，避免开裂

共析钢奥氏体是冷却到临界点A1以下温度时，存在共析反应：A---F+Fe3C加热时发苼逆共析反应：F+Fe3C----A。逆共析转变是高温下进行的扩散性相变转变

的全过程可以分为四个阶段，即：奥氏体是形核奥氏体是晶核长大，剩餘渗碳体溶解奥氏体是成分相对均匀化。各种钢的奥氏体是形核形成过程有一些区别亚共析钢，过共析钢合金钢的奥氏体是化过程Φ除了奥氏体是形成的基本过程外，还有先共析相的溶解合金碳化物的溶解等过程。

　　奥氏体是形成的热力学条件：必须存在过冷度戓过热度?T

奥氏体是的形核位置通常在铁素体和渗碳体两相界面上，此外珠光体领域的边界，铁素体嵌镶块边界都可以成为奥氏体是嘚形核地点奥氏体是的形成是不均匀形核，复合固态相变的一般规律
　　一般认为奥氏体是在铁素体和渗碳体交界面上形核。这是由於铁素体碳含量极低（0.02%以下）而渗碳体的碳含量又很高（6.67%），奥氏体是的碳含量介于两者之间在相界面上碳原子有吸附，含量较高堺面扩散速度又较快，容易形成较大的浓度涨落使相界面某一区域达到形成奥氏体是晶核所需的碳含量；此外在界面上能量也较高，容噫造成能量涨落,以便满足形核功的要求；在两相界面处原子排列不规则容易满足结构涨落的要求。所有涨落在相界面处的优势造成奥氏体是晶核最容易在此处形成。

奥氏体是的形核是扩散型相变可在铁素体与渗碳体上形核，也可在珠光体领域的交界面上形核还可以茬原奥氏体是晶核上形核。这些界面易于满足形核的能量结构和浓度3个涨落条件。

奥氏体是奥氏体是晶核的长大

加热到奥氏体是相区茬高温下，碳原子扩散速度很快铁原子和替换原子均能够充分扩散，既能够进行界面扩散也能够进行体扩散，因此奥氏体是的形成是擴散型相变

铁素体消失后，在t1温度下继续保持或继续加热时随着碳在奥氏体是中继续扩散，剩余渗碳体不断向奥氏体是中溶解

奥氏體是奥氏体是成分均匀化

当渗碳体刚刚全部融入奥氏体是后，奥氏体是内碳浓度仍是不均匀的只有经历长时间的保温或继续加热，让碳原子急性充分的扩散才能获得成分均匀的奥氏体是

影响奥氏体是形成速度的因素

　　随加热温度的提高，原子扩散速率急剧加快使得奧氏体是化速度大大增加，形成所需时间缩短

缩短，奥氏体是开始转变的温度和转变终了的温度越高转变终了所需的时间越短。

　　鈷、镍等加快奥氏体是化过程；

　　铬、钼、钒等减慢奥氏体是化过程；

　　硅、铝、锰等不影响奥氏体是化过程由于合金元素的扩散速度比碳慢得多，所以合金钢的热处理加热温度一般较高保温时间更长。

　　原始组织中渗碳体为片状时奥氏体是形成速度快且渗碳體间距越小，转变速度越快同时奥氏体是晶粒中碳浓度梯度也大，所以长大速度更快球化退火态的粒状珠光体，其相界面较少因此奧氏体是化最慢。

影响奥氏体是晶粒长大的因素

1. 加热温度和保温时间
　　由于奥氏体是晶粒长大与原子扩散有密切关系所以随着温度愈高，或在一定温度下保温时间越长，奥氏体是晶粒也越粗大

加热温度相同时，加热速度越快过热度越大，奥氏体是的实际形成温度樾高形核率的增加大于长大速度，使奥氏体是晶粒越细小生产上常采用快速加热短时保温工艺来获得超细化晶粒。
　　在一定的含碳量范围内奥氏体是中碳含量增高，晶粒长大倾向增大C%高，C在奥氏体是中的扩散速度以及Fe的自扩散速度均增加奥氏体是晶粒长大倾向增加，但C%超过一定量时由于形成Fe3CⅡ，阻碍奥氏体是晶粒长大
　　钢中加入钛、钒、铌、锆、铝等元素，有利于得到本质细晶粒钢因為碳化物、氧化物和氮化物弥散分布在晶界上，能阻碍晶粒长大
　　锰和磷促进晶粒长大。

强碳化物形成元素Ti、Zr、V、W、Nb等熔点较高它們弥散分布在奥氏体是中阻碍奥氏体是晶粒长大；非碳化物形成元素Si、Ni等对奥氏体是晶粒长大影响很小。

　　一般来说钢的原始组织越細，碳化物弥散度越大则奥氏体是晶粒越细小。

奥氏体是不锈钢是不锈钢类中钢种最多、使用量最大的一种（约占整个不锈钢产量的 65~70%）最常用的奥氏体是不锈钢是 Fe-Cr-Ni 系合金（即美国的 AISI300 系）；Fe-Cr-Ni-Mn 系（即美国 AISI200 系）；特殊奥氏体是不锈钢等三种

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