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不銹鋼固溶熱處理針狀?yuàn)W氏體的形成，試驗(yàn)證明,低、中碳合金鋼以板條狀馬氏體為原始組織,在Aa1~A3之間進(jìn)行慢速和極快速加熱時(shí),在馬氏體板條間可形成針狀?yuàn)W氏體(圖2-44),而在原奧氏體晶界、馬氏體束界及塊界形成顆粒狀?yuàn)W氏體在慢速加熱時(shí),針狀?yuàn)W氏體常在馬氏體板條邊界上的滲碳體處形核,沿板條界長(zhǎng)成針狀?yuàn)W氏體。

在同一束板條馬氏體中的板條間形成的針狀?yuàn)W氏體可能具有相同的空間取向,且都與馬氏體板條保持KS關(guān)系,即{111011);(011)y∥(111)。。

這種針狀?yuàn)W氏體沿板條界面的長(zhǎng)大速度較快,如果延長(zhǎng)保溫時(shí)間或提高加熱溫度,同板條內(nèi)的針狀?yuàn)W氏體將長(zhǎng)大合并成為一個(gè)等軸奧氏體晶粒,但仍可在其中觀察到原來(lái)針狀?yuàn)W氏體的痕跡。圖2-45示出了在A1~A3之間形成針狀?yuàn)W氏體后,再加熱到A3以上時(shí),針狀?yuàn)W氏體長(zhǎng)大合并成等軸奧氏體晶粒的過(guò)程。由圖可見(jiàn),新形成的奧氏體晶?；旧匣謴?fù)了原始奧氏體晶粒的大小,但與原奧氏體晶粒相比較有以下兩點(diǎn)不同:

①
原奧氏體晶界上存在部分細(xì)小的等軸奧氏體晶粒;

②
在原始奧氏體晶粒內(nèi)也存在與周?chē)鷬W氏體位向不同的孤立的等軸奧氏體晶粒,它們可能在馬氏體束界、塊界或夾雜物邊界上形成。

形成針狀?yuàn)W氏體的先決條件是原始組織中的馬氏體板條在加熱到Aa1以上時(shí)未發(fā)生再結(jié)晶。如在加熱到Aa~A3之間的高溫區(qū)時(shí),馬氏體板條已經(jīng)發(fā)生了再結(jié)晶,板條特征已經(jīng)消失,則不能再形成針狀?yuàn)W氏體,因此不會(huì)導(dǎo)致原始奧氏體晶粒的復(fù)原。

關(guān)于不銹鋼固溶熱處理針狀?yuàn)W氏體的形核機(jī)制目前還不很清楚,一般認(rèn)為,慢速加熱時(shí)在針狀?yuàn)W氏體形核前馬氏體已經(jīng)發(fā)生分解,沿板條界析出了Fe3C,但a基體并未發(fā)生再結(jié)晶。奧氏體晶核般在有Fe3C的板條邊界形成。核形成后沿板條界長(zhǎng)成針狀?yuàn)W氏體。新形成的奧氏體晶核與鐵素體及滲碳體都保持晶體學(xué)位向關(guān)系,故只可能有一種取向。

當(dāng)以極快速度加熱時(shí),由于淬火時(shí)保留下來(lái)的少量殘留奧氏體來(lái)不及分解,就成了現(xiàn)成的奧氏體晶核。以這樣的核長(zhǎng)成的針狀?yuàn)W氏體將具有相同的空間取向,故能合并成一個(gè)大晶粒。