奧氏體晶粒長(zhǎng)大及其控制(完整版)
【正文】 3 （ 1）晶粒長(zhǎng)大動(dòng)力 奧氏體晶粒的長(zhǎng)大動(dòng)力是奧氏體晶粒大小的 不均勻性 。而為了減少晶界面積以降低界面能，晶界有由曲線（曲面）變成直線（平面）的自發(fā)趨勢(shì)，因此，將導(dǎo)致該 晶?？s小 ，直至消失；而鄰接晶粒數(shù) 大于 6的晶粒的晶界也因界面張力平衡而彎曲成 負(fù)曲率弧 ，同樣為了減少界面面積，降低界面能，該晶粒將 長(zhǎng)大 ，從而吞并小晶粒。如圖 。 22 在 一定溫度 下，奧氏體晶粒的平均極限半徑 RLim取決于第二相沉淀析出粒子的半徑 r及其單位體積中的數(shù)目 f，即 frRL im 34? 當(dāng) 溫度過高 時(shí)，阻止晶粒長(zhǎng)大的難溶第二相粒子發(fā)生聚合長(zhǎng)大或溶解于奧氏體中，失去了抑制晶粒長(zhǎng)大的作用，奧氏體晶粒便迅速長(zhǎng)大。 晶粒長(zhǎng)大主要表現(xiàn)為 晶界遷移 ，實(shí)質(zhì)上是原子在晶界附近的擴(kuò)散過程，它將受到諸多因素的影響。 29 （ 2）加熱速度的影響 加熱速度愈大，過熱度就愈大，即奧氏體實(shí)際形成溫度就愈高，奧氏體的形核率與長(zhǎng)大速度之比值 I/G增大（表 ） ，所以快速加熱時(shí)可以獲得細(xì)小的奧氏體起始晶粒。 在這種情況下，隨鋼中 碳含量的增加 ，二次滲碳體的數(shù)量增加，奧氏體 晶粒反而細(xì)化 。 Al細(xì)化奧氏體晶粒的主要原因是鋼中形成 大量難溶 的六方點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的 AlN，它們彌散析出，阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大。 用 Si、 Mn脫氧的鋼，因?yàn)椴恍纬蓮浬⑽龀龅母呷埸c(diǎn)第二相粒子，沒有阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大的作用，所以?shī)W氏體晶粒長(zhǎng)大傾向較大，屬于本質(zhì)粗晶粒鋼。 34 （ 4）合金元素的影響 鋼中加入適量 形成難溶化合物 的合金元素如Nb、 Ti、 Zr、 V、 Al、 Ta等，將強(qiáng)烈地阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大，使奧氏體晶粒粗化溫度顯著升高。 30 表 奧氏體的形核率 I、長(zhǎng)大速度 G 與溫度的關(guān)系 轉(zhuǎn)變溫度 （ ℃ ） 形核率 I （ 1/mm3由圖中可見，在每個(gè)溫度下都有一個(gè)加速長(zhǎng)大期，當(dāng)奧氏體晶粒長(zhǎng)到一定尺寸后，長(zhǎng)大過程將減慢直至停止長(zhǎng)大。 由于混晶造成的晶粒大小不均勻，又導(dǎo)致晶粒長(zhǎng)大驅(qū)動(dòng)力的增大 ，當(dāng)晶粒長(zhǎng)大驅(qū)動(dòng)力超過晶界推移阻力時(shí)，其中較大的晶粒將吞并周圍較小的晶粒而長(zhǎng)大，形成更為粗大的晶粒。彌散析出的第二相粒子 愈細(xì)小 ，粒子附近晶界的 彎曲曲率就愈大 ，晶界面積的增大就愈多，因此 界面能的增大 也就愈多。所以，奧氏體晶粒長(zhǎng)大就是這種無數(shù)個(gè)小晶粒被吞并和大晶粒長(zhǎng)大的綜合結(jié)果。 晶粒呈六邊形，晶界成直線，三條晶界相交于一點(diǎn)并且互成 12
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