钢加热时转变的影响因素介绍

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钢在加热时发生奥氏体形成和长大，剩余碳化物或铁素体的溶解，奥氏体中合金成分的均匀化，合金元素的晶界偏聚，奥氏体晶粒长大等过程。当钢加热到Ac1温度以上，奥氏体的形核和长大依赖于碳化物的溶解和碳的扩散，因而合金元素对碳化物稳定性的影响以及碳在奥氏体中扩散的影响，直接控制着奥氏体形核和长大的速率。强碳化物形成元素钛、钒、铌等形成稳定的碳化物，若溶于M23c6或Fe3C中也增加其稳定性，因而显著减慢转变时碳化物的溶解和奥氏体形成过程。中强碳化物形成元素钨、钼和铬的作用要小些，而弱碳化物形成元素锰将降低强碳化物的稳定性，加速钢在转变时碳化物的溶解，降低其溶解于奥氏体的温度，加速奥氏体的形成过程。非碳化物形成元素镍和钴降低碳在奥氏体中扩散激活能，加速奥氏体的形成。奥氏体转变完成之后，碳和合金元素开始扩散均匀化，由于碳化物形成元素扩散系数远低于碳的扩散系数，它们与碳的亲和力大于铁，因而在碳化物形成元素富集区，碳的浓度也高于碳在奥氏体中的平均浓度。在碳化物形成元素扩散均匀之前，碳在奥氏体中的分布也不均匀。含强碳化物形成元素和中强碳化物形成元素的钢。用升高淬火温度或延长保温时间促进奥氏体中成分均匀化。这是合金钢提高淬透性的有效方法。在奥氏体成分均匀化的同时，还发生合金元素和杂质元素的晶界偏聚过程，已知的元素有碳、硫、磷、铌、钼和稀土元素等。
钢在高温保持将引起奥氏体晶粒长大。凡是影响晶界表面能和晶界原子扩散的因素都可改变奥氏体晶粒长大过程。促进奥氏体晶粒长大的元素有碳，锰在高碳钢中也有促进奥氏体晶粒长大作用。钢中弥散的氮化物和碳化物质点阻碍晶界迁移，起细化奥氏体晶粒的作用，主要有钛、铌和钒的氮化物和碳化物，以及铝的氮化物。