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過(guò)熱粗大組織冷卻后得到的非平衡組織以快速或慢速加熱至As3以上的正常加熱溫度時(shí),有可能仍得到粗大奧氏體晶粒,出現(xiàn)組織遺傳但如果繼續(xù)加熱到更高溫度[As3+(100~200℃)],則奧氏體晶?？赡懿粌H不粗化,反而形成了細(xì)小的、晶體學(xué)位向不同的奧氏體晶粒。這種現(xiàn)象稱為奧氏體晶粒的反常細(xì)化。例如,30 CrMnsi鋼經(jīng)1280℃淬火獲得粗大奧氏體晶粒,再次以800℃/s快速加熱到1050℃淬火,結(jié)果發(fā)現(xiàn)奧氏體晶粒不僅不粗化,反而從1級(jí)細(xì)化至4~5級(jí)。其斷口為沿晶和韌窩組成的混合型斷口,晶內(nèi)斷裂無(wú)方向性,晶粒細(xì)化和斷口細(xì)化趨于一致。上述奧氏體晶粒的反常細(xì)化發(fā)生在奧氏體單相區(qū)內(nèi),故不可能是相變過(guò)程引起的,因此人們推想可能是發(fā)生了再結(jié)晶而導(dǎo)致晶粒細(xì)化,這種再結(jié)晶可稱為奧氏體的自發(fā)再結(jié)晶。其示意圖見(jiàn)圖2-46。

(4)控制粗大奧氏體晶粒遺傳的方法

般認(rèn)為,導(dǎo)致粗大奧氏體晶粒遺傳的主要原因是針狀?yuàn)W氏體的形成及其長(zhǎng)大合并。針對(duì)這種情況可以采取以下措施消除遺傳。

①對(duì)非平衡組織的過(guò)熱鋼,可以采用中速加熱,得到細(xì)小的奧氏體晶粒

②對(duì)非平衡組織的過(guò)熱鋼,在淬火前先進(jìn)行一次退火或高溫回火,使非平衡組織轉(zhuǎn)變?yōu)槠胶饨M織,獲得細(xì)小的碳化物和等軸鐵素體的混合組織,使針狀?yuàn)W氏體不能形成,從而避免粗大奧氏體晶粒遺傳。一般來(lái)說(shuō),采用等溫退火的效果比連續(xù)冷卻退火好。采用高溫回火時(shí),多次回火比一次回火效果好。

對(duì)于高合金鋼,因馬氏體難以分解和再結(jié)晶,故采用高溫回火不如等溫退火效果好

③利用奧氏體的自發(fā)再結(jié)晶,快速加熱(大于100℃/s)至臨界點(diǎn)以上100~200℃,然后淬火,可消除粗大奧氏體晶粒的遺傳,使奧氏體晶粒得到細(xì)化。但是,這種方法生產(chǎn)中難以控制。

④對(duì)低合金鋼,可采用多次正火使過(guò)熱得到校正,因?yàn)檫@類鋼的遺傳傾向相對(duì)較小,每經(jīng)一次轉(zhuǎn)變,遺傳性均有所減弱,故多次轉(zhuǎn)變即可校正。但這種辦法在熱處理生產(chǎn)中因耗能過(guò)多而難于實(shí)用。

應(yīng)該指出,某些特殊情況下,如為了提高金屬的高溫蠕變抗力,改善硅鋼片的導(dǎo)磁性等,則希望獲得粗大晶粒。