1、4.6 马氏体长大速度和奥氏体稳定化,内蒙古科技大学 刘忠昌教授,1.马氏体长大速度,马氏体长大速率不等，分为：高速长大的高碳马氏体，无论变温、等温、爆发型相变，马氏体片的长大速度均为105 cm/s数量级，即一片马氏体可在10-7s内形成；低速长大的低碳型马氏体，长大速度100mm/s数量级；慢速长大马氏体，如U-Cr合金马氏体，其长大速率仅仅0.5mm/h；表面马氏体，如Fe-28.8Ni合金在Ms点以上，长大速率为110-2cm/s；热弹性马氏体，在光学显微镜下可观察到相界面的移动。,2.奥氏体热稳定化,1）奥氏体的热稳定化 定义：淬火时因冷却速度较慢或在冷却过程中停留引起奥氏体稳定性提
2、高，而使马氏体转变迟滞的现象，称为奥氏体的热稳定化。,中断冷却对轴承钢马氏体转变的影响,2）影响热稳定化的因素,（1）等温温度的影响 等温温度越高，淬火后获得的马氏体量越少，这说明奥氏体热稳定化程度越高。,图437 等温温度对热稳定化的影响,（2）已转变马氏体量的影响 已转变的马氏体量越多，热稳定化程度越大。,图438 马氏体转变量对热稳定化的影响,（3）等温停留时间对热稳定化程度的影响 在一定的等温温度下，停留的时间越长，则达到的奥氏体稳定化程度越高。,图439 不同等温温度下的停留时间对稳定化的影响,3）热稳定化机制,3.1 以往的切变观点：等温停留时，由于C、N原子在适当的温度下向点阵缺
3、陷处偏聚(C、N原子钉扎位错)，因而强化了奥氏体，使马氏体相变的切变阻力增大所致。由于C、N原子钉扎位错，而要求提供附加的化学驱动力以克服溶质原子的钉扎力，为获得这个附加的化学驱动力所需的过冷度，即为值。,3.2 新解释：在等温停留过程中，变温马氏体中的 C、N原子扩散进入奥氏体中，降低了尚未转变的奥氏体的马氏体点。同时 C、N原子扩散进入奥氏体晶界、相界面、位错等缺陷处，影响了马氏体的形核过程。,近年来，淬火（碳）配分）工艺（Q-P）多有研究。经Q-P工艺处理的钢能够获得更多的残余奥氏体。该工艺通过先淬火至QT温度（MsQTMf），形成部分变温马氏体，在QT温度下停留一段时间，控制碳的配分，
4、即碳原子从先形成变温马氏体向未转变奥氏体中扩散富集，最后淬火至室温得到主要由马氏体和富碳的残余奥氏体组成的多相组织。,由于碳在马氏体的固溶度远小于奥氏体，在某温度配分过程中，碳从新鲜马氏体向未转变奥氏体中扩散，导致未转变奥氏体中的含碳量相对较高。应用扫描电镜能谱分析，测定出Q-P组织中存在碳原子分布不均匀的现象，即残留奥氏体中含碳量较高。该工艺难以在工艺生产中实施。,4）残留奥氏体,25Ni-0.3V-0.3C钢中的马氏体和残留奥氏体,钢淬火后的残余奥氏体数量，主要取决于奥氏体的化学成分。例如碳钢，奥氏体的含碳量越高，淬火后残余奥氏体的数量一般越多。奥氏体中低于0.4C（质量分数）时，残余奥氏体量很少。低碳钢淬火马氏体中几乎没有残留奥氏体。,25Ni-0.3V-0.3C钢马氏体TEM照片,
