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超低碳贝氏体的形成探究

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:超低碳钢控轧控冷得到条片状的超低碳贝氏体组织,它与原奥氏体的成分相同,相当于γ→α的无扩散型相变。在贝氏体相变孕育期内,过冷奥氏体中必然出现随机涨落,新相的晶核是以涨落作为种子的。由此,这种位移方式不是切变过程,转变后的新相与母相成分相同,也不属于扩散过程。

超低碳贝氏体的形成探究

超低碳钢控轧控冷得到条片状的超低碳贝氏体组织,它与原奥氏体的成分相同,相当于γ→α的无扩散型相变。由于新相和母相的成分相同,原子只需非协同热激活跃迁就可以跨越相界面,即不需要原子的长程扩散就可以使界面迁移,因而其界面迁移速度比长程扩散得快,界面移动是由界面过程控制的。

在贝氏体相变孕育期内,过冷奥氏体中必然出现随机涨落,新相的晶核是以涨落作为种子的。结构涨落可以形成体心核胚,能量涨落可以提供核胚和临界晶核所需要的能量上涨。各种涨落的非线性正反馈相互作用,使涨落迅速放大,致使奥氏体结构(fcc)失稳而瓦解,建构起bcc结构。过冷奥氏体在此温度范围的孕育期内,通过涨落,γ相以“块状相变”机制迅速形成贝氏体铁素体晶核,实现γ→α(BF)转变。

超低碳钢的γ、α两相原子的自由能不等,如图6-32a所示,母相原子只需热激活跃迁就可以跨越界面,直接地连续地转入新相,即不需要原子的扩散,就可以使界面迁移,因而界面迁移速度快,形核-长大速度极快。图6-32b中γ相的原子是依次接踵跃迁进入自由能低的α相中,这种移动方式是非协同的,每个原子的位移距离均远小于一个原子间距,但方向不同,大小不等,即位移矢量不等。由此,这种位移方式不是切变过程,转变后的新相与母相成分相同,也不属于扩散过程。

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图6-32 原子越过界面时吉布斯自由能变化和原子热激活迁移界面移动示意图

a)原子越过界面时自由能变化示意图 b)原子热激活迁移界面移动示意图

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