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        影響奧氏體晶粒長大的因素

        文章出處:青島豐東熱處理責任編輯:熱處理設備小許查看手機網址
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        人氣:-發表時間:2016-11-29 09:00【

        奧氏體晶粒的長大是一個自發的過程。奧氏體的晶粒越細,則其總的表面積越大,表面能就越大。奧氏體由細晶粒長大成為粗晶粒的過程,實質上是一個總的表面積減少、表面能降低的過程。任何物體在處于能量最低的狀態時,才是最穩定的,就像水往低處流一樣,晶粒的長大完全是一個能量降低的自發現象。

        影響奧氏體形成的因素主要有加熱條件、原始組織、碳含量和合金元素四個方面。它們都是通過對奧氏體的成核及核的長大速度的影響而起作用的。

        (1)加熱溫度和保溫時間的影響。加熱溫度強烈地影響著奧氏體晶粒的長大。加熱溫度越高,鐵原子和碳原子的擴散能力就越強,晶粒長大越明顯。保溫時間越長,原子擴散越充分,為晶粒長大提供了更多的機會,使晶粒容易長大。在實際生產中,造成產品晶粒粗大的原因除原始組織不合格外,基本上都是由于加熱不當,尤其是加熱溫度過高而引起的。應嚴格控制加熱溫度,杜絕“跑溫”現象。

        (2)加熱速度的影響。提高加熱速度,可以獲得細小的奧氏體晶粒。加熱速度越快,過熱度越大,奧氏體的成核量越多,晶粒就越細小。同時,加熱速度快時,奧氏體的晶粒沒有充分的時間長大。例如,高頻感應淬火時,由于加熱速度很快,零件表面在極短時間就達到淬火溫度,甚至超過正常的淬火溫度,快速冷卻后仍能得到合格的淬火組織,所以高頻感應淬火溫度比普通淬火溫度高些。

        (3)碳含量的影響。碳鋼在加熱時,奧氏體溫度升高到Ac3或Accm線以上時,晶粒開始長大,隨著碳含量的增加,亞共析鋼奧氏體晶粒長大的傾向增加。在碳的質量分數為0.8%~0.9%左右時,奧氏體晶粒長大的傾向最大。隨著碳含量的繼續增加,在Ac1和Accm之間存在著大量未溶的滲碳體質點,這些質點阻礙了奧氏體晶粒的長大。

        (4)合金元素的影響。Mn和P是加速奧氏體晶粒長大的元素。Ti、Nb、V、Al、W、Mo、Cr、Si、Ni等元素能阻止奧氏體晶粒的長大,這是由于合金元素能與碳形成很難溶解的合金碳化物,如TiC、WC等,這些未溶的碳化物使奧氏體晶界的遷移變得十分困難,減少了奧氏體晶粒長大的傾向。Al、V、Nb、Ti的氧化物或氮化物質點也具有阻礙奧氏體晶粒長大的作用。

        在實際應用中,為了獲得良好的熱處理質量,首先,在選材上以選擇優質碳素鋼或合金鋼為宜;其次,制訂合理的熱處理工藝;再次,操作上控制好加熱、保溫和冷卻三個環節。

        此文關鍵字:熱處理

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