不銹鋼固溶熱處理針狀奧氏體的形成,試驗證明,低、中碳合金鋼以板條狀馬氏體為原始組織,在Aa1~A3之間進行慢速和極快速加熱時,在馬氏體板條間可形成針狀奧氏體(圖2-44),而在原奧氏體晶界、馬氏體束界及塊界形成顆粒狀奧氏體在慢速加熱時,針狀奧氏體常在馬氏體板條邊界上的滲碳體處形核,沿板條界長成針狀奧氏體。
在同一束板條馬氏體中的板條間形成的針狀奧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)。。
這種針狀奧氏體沿板條界面的長大速度較快,如果延長保溫時間或提高加熱溫度,同板條內(nèi)的針狀奧氏體將長大合并成為一個等軸奧氏體晶粒,但仍可在其中觀察到原來針狀奧氏體的痕跡。圖2-45示出了在A1~A3之間形成針狀奧氏體后,再加熱到A3以上時,針狀奧氏體長大合并成等軸奧氏體晶粒的過程。由圖可見,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不同:
① 原奧氏體晶界上存在部分細小的等軸奧氏體晶粒;
② 在原始奧氏體晶粒內(nèi)也存在與周圍奧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。
形成針狀奧氏體的先決條件是原始組織中的馬氏體板條在加熱到Aa1以上時未發(fā)生再結(jié)晶。如在加熱到Aa~A3之間的高溫區(qū)時,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,則不能再形成針狀奧氏體,因此不會導(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奧氏體的形核機制目前還不很清楚,一般認為,慢速加熱時在針狀奧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成針狀奧氏體。新形成的奧氏體晶核與鐵素體及滲碳體都保持晶體學位向關(guān)系,故只可能有一種取向。
當以極快速度加熱時,由于淬火時保留下來的少量殘留奧氏體來不及分解,就成了現(xiàn)成的奧氏體晶核。以這樣的核長成的針狀奧氏體將具有相同的空間取向,故能合并成一個大晶粒。