双台子金属复合板-不锈钢复合板中的相变

金属复合板-不锈钢复合板中的相变

  1.4.1合金钢的加热奥氏体化

  合金钢加热时的转变包括奥氏体相的形成，碳化物和铁素体的溶解，奥氏体相中合金元 素的均匀化，溶质元素的晶界平衡偏聚，奥氏体晶粒饺大。

  1.4.1.1磷（氮）化物在奥氏体中的溶解规律

  碳（氮）化物的溶解影响到热处理工艺的制定，也决定了钢在热处理后的组织与性能。 图1. 7所示为各种碳化物和氮化物在奥氏体中的溶解度与加热温度的关系6其主要的规律可 归纳如下。

  ① 碳（氮）化物的稳定性越好，在钢中的溶解度越小，Cr、Mo. V的碳化物具有较大 的溶解度，Ti、Nb、Zi■等强碳化物形成元素的碳化物有比较小的溶解度&

  ② 随着温度的下降，各种碳化物的溶解度都会降低。当钢中合金元素童比较多时，在 高温形成了高饱和度的奥氏体，在冷却过程中有比较大的析出趋势.如果冷却速度相对较 慢，则在冷却时会发生碳化物的析出9

  ③ 奥氏体中存在比较弱的碳化物形成元素，则会降低奥氏体中的碳活度ac,从而促进了稳定性较好的碳化物的溶解。例如，钢中含有 较多的Mn和一定量的V,由于Mn元素的存 在，使VC的溶解温度从1100X；降低至900C。 而非碳化物形成元素是提髙奥氏体中的碳活度 ac的，它起了阻碍碳化物溶解的作用。

  ④碳化物稳定性相对较差的碳化物在加热 奥氏体化过程中先溶解，稳定性相对较好的碳化 物后溶解。一般情况下，Mtu Cr的碳化物先溶 解，Ti、V的碳化物后溶解。如MC型碳化物的 溶解温度一般要大于1100?11S0TC，而砧7<^、 M23CS型碳化物的溶解温度相对较低，大于 9501C。

  必须强调指出的是，这些碳化物形成元素的 影响仅发生在下列情况，即它们处于奥氏体固溶 体中，而不是存在于碳化物等其他的相中a 1.11.2合金元素对奥氏体形成的影响

  在一般的加热速度下，高于Ael温度，奥氏 图I.7碳（氯> 化物在奥氏体中的溶 体是通过碳化物溶解及a—Y扩散多型性转变形

  成的。奥氏体量的增长依赖于碳化物的溶解、碳 和铁原子的扩散。合金元素对碳化物的稳定性及碳在奥氏体中扩散的影响，直接控制着奥氏 体的形成速度。

  强碳化物形成元素组成的稳定碳化物，如TiC、NbC、vc等只有在高温下才溶于奥氏 体.另外，碳化物形成元素可提髙碳在奥氏体中的扩散激活能，对奥氏体形成有一定阻碍作 用。非碳化物形成元素镍和钴可降低碳的扩散激活能，对奥氏体形成有一定的加速作用。

  当奥氏体转变刚完成时，奥氏体中的各元素成分是不均匀的。所以，一般情况下钢的奥 氏体化过程还有一个合金元素和碳的均匀化过程。不但需要碳原于的扩散，还需要合金元素 的扩散均匀.由于合金元素的扩散相对较慢，因此合金钢的淬火加热过程可以提髙淬火温度 或延长保温时间来达到成分均匀化，这是提髙合金钢淬透性的有效方法&

  1.4,1.3合金元素对奥氏体晶粒长大的影晌

  控制奥氏体的晶粒度对改善合金钢的强韧性至关重要。钢中奥氏体晶粒长大的驱动力是 系统界面能的降低6奥氏体晶粒长大问题，也就是钢的过热敏感性，理论上，晶界呈12沪 的面夹角是最稳定的。钢在加热奥氏体化刚结朿时，晶粒形态是不稳定的，系统的能童比较 髙。为了降低系统的能量，晶粒会长大，这是个自发过程4晶界移动是依靠晶界原于的扩 散，凡能影响这两者的因素，都会改变晶粒长大的进程s主要的因素有界面能、晶界处铁的 自扩散、第二相质点等，晶粒长大的理论有机械阻碍论、界面能理论、铁的自扩散理论等。 不同情况下奥氏体晶粒长大的主要原因是不同的。因此，合金元素的作用也是比较复杂的， 其作用的机理也是不同的a归纳如下&

  ①Ti、Nb、V等强碳化物形成元素阻止奥氏体晶粒长大的作用显着，W、Mo元素的 作用中等，如果有未溶碳化物存在，这些元素起了机械阻碍奥氏体晶粒校大的作用；如果没 有碳化物存在，则溶解在奥氏体中的这些元素降低了铁的自扩散系数DF_因为这些元素提 18金属复合板