奥氏体的稳定化

　　奥氏体向马氏体转变的稳定化程度因各种条件变化而异，通常把奥氏体的稳定化分为热稳定化和机械稳定化。

　　淬火时因缓慢冷却或在冷却过程中停留引起奥氏体稳定性提高，而使马氏体转变迟滞的现象称为奥氏体的热稳定化。

　　▲图1奥氏体热稳定化现象（在Ms点以下等温停留）示意图

　　研究表明，热稳定化现象有一个温度上限，常以Mc表示。在Mc点以上，等温停留并不产生热稳定化，只有在Mc点以下停留或缓慢冷却才会引起热稳定化。对于不同的钢种，Mc可以低于Ms也可以高于Ms，对于Mc高于Ms的钢种，则不仅在Ms以下等温或缓慢冷却会产生热稳定化，而且在Ms点以上等温也会产生热稳定化现象。

　　▲图2等温温度和已稳定的奥氏体量的关系

　　▲图3等温温度和已稳定化奥氏体量的关系（9CrSi钢）

　　实验证明，已转变马氏体量的多少，对热稳定化程度也有很大影响。已转变的马氏体量愈多、等温停留时所产生的热稳定化程度愈大，这说明马氏体形成时对周围奥氏体的机械作用促进了热稳定化程度的发展。热稳定化程度随已转变马氏体量的增多而增大。而且，马氏体量愈多，θ值增大愈多。反之，已转变马氏体量愈少，热稳定化程度愈小，对有些钢甚至小到不易发现的程度。

　　▲图4马氏体量对热稳定化程度的影响（60℃1h）

　　等温停留时间对热稳定化程度也有明显的影响。在一定的等温温度下，保持的时间越长，则达到的奥氏体稳定化程度越高。由图5可以看出，等温温度越高，达到最大稳定化程度所需的时间越短。可见，热稳定化动力学过程也是同时与温度和时间有关的。

　　留时间对稳定化的影响

　　-0.40%Si-0.21%Ni钢，

　　近年来，在Fe-Ni-C合金中，对奥氏体热稳定化现象进行了比较系统的研究。等温温度和停留时间对稳定化程度影响的典型试验结果见图6。

　　由图中可见，在一定的温度下停留时，随时间延长，θ值先上升到一个极大值，以后又下降到一个稳定值。由此，可以认为在等温停留过程中不仅存在稳定化过程，而且还存在反稳定化过程。时间延长，反稳定化过程则趋于占优势，因而使奥氏体稳定性反而减小了。

　　▲图7温度和时间对Fe-27%Ni-0.35%C

　　合金奥氏体稳定化程度的影响

　　（已转变马氏体量为58%）

　　归纳起来，Fe-Ni-C合金中热稳定化的基本规律是：

　　2.较高温度等温时，稳定化速率大，但最大稳定化程度（θ峰值）小；

　　4.等温停留前存在的马氏体量较多时，最大稳定化程度（θ峰值）较高。

　　按上述模型，若将稳定化奥氏体加热至一定温度以上时，由于原子热运动增强，溶质原子又会扩散离去，而使稳定化作用下降甚至逐渐消失，这就是所谓反稳定化。出现反稳定化的温度随钢和热处理工艺不同而异。高速钢中出现反稳定化的温度，对W18Cr4V为550℃,对W9Cr4V2为500℃。

　　稳定化奥氏体经反稳定化处理后，如重新冷却，随温度下降，原子热运动减弱，溶质原子向界面偏聚倾向又逐渐增大。因此，热稳定化现象会再次出现。实验证明，高碳钢（W18Cr4V,Cr12Mo)的热稳定化现象确是可逆的。

　　二、奥氏体的机械稳定化

　　由图8可见，少量塑性变形对马氏体转变有促进作用，大量塑性变形使马氏体转变量减少，即产生了机械稳定化现象。

　　金马氏体转变量的影响

　　的马氏体量M0一未形变奥氏

　　图中Fe-18Cr-12Ni合金的层错能较低，塑性变形对其奥氏体稳定性的影响较大。塑性变形温度愈高，对奥氏体稳定性的影响也愈小；变形温度愈低，形变量愈大，奥氏体的层错能愈低，则机械稳定化效应愈大。应该指出在M.点以下变形时，未转变的形变奥氏体的机械稳定化效应与在M.点以上变形的情况相似。

　　在马氏体的爆发转变中，也有与外加应力相同的效应。由于形成马氏体而产生的内应力，常常使某些合金出现“自促发”效应。这也是应力促进相变的例子。与此相反，如同在Ma点以上塑性变形一样，由于相变而引起的奥氏体塑性变形也能够使相变受到抑制。残留奥氏体难以转变成马氏体除因为热稳定化作用外，由相变而引起的机械稳定化作用也是一个很重要的原因。