退火炉快速球化退火碳化物的过程

退火炉快速球化退火碳化物的过程

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碳化物的粒化过程

    片状碳化物(PL ) —→粒状碳化物(Carb 粒) 的转变过程称之为粒化过程,退火炉是在加热过程中实现的,按加热温度分为两个阶段:

    第一阶段是在A1以下温度的加热过程中以界面能减少为驱动力 ,借助于碳化 物与α相界面的某些部位界的张力局部不平衡及碳化物内的缺陷,使片状碳化物破损进而断开得到短棒状、角状、蠕虫状等非园形的粒状碳化物 ,此过程称为碳化物的 “分断” 。

    第二阶段是在A1以上温度的加热过程中借助于PL → γ转变的相变驱动力,通过碳化物转变成γ的过程中碳化物尖角、边棱部位的快速溶解来实现它的进一步粒化和初步球化,减少非粒状碳化物。

碳化物的球化过程

    此过程退火炉主要是在冷却过程中,通过奥氏体过冷分解( γ→ α+ Carb 粒)的转变 ,使粒状碳化物核心长大并球化。但这种分解不能按正常的共析分解机制(亦称层片机制)进行,否则又重新形成 PL 组织。要设法抑制分解产物的两个相相互激发形核及随后的合作、协调、匹配的长大,使分解的受领相(如α)不受作为领先相的现存碳化物颗粒的引领 ,因而不形成共析体的核心,为区别起见把这种分解称为异常(非正常)分解。

    在异常分解过程中碳化物和铁素体( α)两个相分别单独形核并各自呈球状独立长大或相邻形核但不合作、协调、匹配长大。球化的加热奥氏体化时γ晶内的剩余碳化物颗粒是现存的碳化物核心,过冷分解出的碳化物直接就近沉积在剩余碳化物表面上,而且优先沉积在碳化物表面的凹陷处和表面曲率半径大的部位,从而使剩余碳化物逐渐趋于球状。

球化形核与长大机制的分析

    文献指出,退火炉球化退火后组织中粒(球)状碳化物是由加热奥氏体化时的剩余碳化物颗长大而成,剩余碳化物颗粒越多,获得完全(100 %)球化组织越容易,这一研究结果基本解决了球化退火时粒状碳化物核心的形成问题,为球化的加热奥氏体化提出了具体要求。但没有指出如何实现这一要求 ,更没有说明如何加快球化退火时碳化物核心的长大与球化 ,文献指出奥氏体化时除要求保留尽可能多的剩余碳化物颗粒外 ,还要获得具有尽可能大的碳浓度不均匀的奥氏体,它可使过冷γ异常分解速率比均匀奥氏体快6～7倍。