马氏体向奥氏体转变的过程与条件分析

常规热处理奥氏体化是以平衡状态的珠光体、铁素体作为原始组织，不采用非平衡组织（如淬火马氏体、贝氏体、回火马氏体、魏氏组织等）作为原始组织，主要原因是：

1）直接使用非平衡组织奥氏体化加热，难以实现奥氏体重结晶细化，会发生组织遗传现象。

2）当加热速度较快时，加热过程中工件容易开裂。

3）对过热组织较难细化，淬火组织粗大，淬火过程容易开裂。

因此，在生产实际中，规定不以非平衡组织作为最终淬火加热的原始组织，对于铸锻件和重新淬火的工件必须退火后才能重新淬火处理。

下面以马氏体向奥氏体的转变为例来分析讨论。马氏体向奥氏体的转变，也要经历形核、长大、渗碳体溶解和奥氏体均匀化四个阶段，马氏体被加热到Ac₁以上时，会同时形成针状和球状两种奥氏体。(www.xing528.com)

针状奥氏体是非平衡组织加热过程中，奥氏体初始阶段的一种过渡组织形态。针状奥氏体在马氏体板条之间形核。当马氏体板条之间存在碳化物时，针状奥氏体优先在碳化物和基体交界处形核。球状奥氏体优先在马氏体板条束之间以及原奥氏体晶界上形核。低、中碳合金钢马氏体向奥氏体转变的规律基本如此。碳素钢加热时较难发现这种形态。

加热温度和加热速度对奥氏体的形态有很大影响。当在Ac₁以上附近加热时，几乎没有针状奥氏体形成。当加热速度小于50℃/min时或大于100℃/s时，易于形成针状奥氏体。在随后的保温或升温过程中，针状奥氏体会进一步发生变化，或者通过再结晶转变为球状奥氏体，或者通过合并长大的机理变成粗大等轴晶粒奥氏体。后者往往会与原奥氏体晶粒重合，即产生所谓的组织遗传现象。图1-34所示为针状奥氏体晶粒合并、长大示意图。

图1-34 针状奥氏体晶粒合并、长大示意图

当采用20℃/s以下的中等加热速度时，则不易形成针状奥氏体。马氏体向奥氏体转变，主要是转变为球状奥氏体。非平衡组织在较高温度下形成球状奥氏体晶粒的规律与平衡组织珠光体加热时奥氏体形成规律类似，也是在铁素体-渗碳体界面上形核，然后扩散长大。