混晶与组织遗传的关系研究

合金钢构件在热处理时，往往出现由于锻、轧、铸、焊而形成的原始有序的粗晶组织。带有原始马氏体或贝氏体组织的钢，再重新加热时常出现组织遗传和混晶现象。出现这种现象时会降低钢的韧性，导致产品不合格，危害严重。因此，研究钢的组织遗传性和混晶组织及其防止措施具有重要意义。

在热处理生产过程中，由于加热不当而造成实际晶粒粗大的现象称为过热。钢件过热后再淬火会得到粗大的马氏体组织，降低钢的力学性能。

图11-13 轴承钢的球化组织（OM）

将粗晶有序组织加热到高于Ac₃温度，可能导致形成的奥氏体晶粒与原始晶粒具有相同的形状、大小和取向，这种现象称为钢的组织遗传^[1]。

在原始奥氏体晶粒粗大的情况下，若将钢的非平衡组织（如马氏体或贝氏体）加热奥氏体化，则在一定的加热条件下，新形成的奥氏体晶粒会继承和回复原始粗大的奥氏体晶粒。图11-14所示为34CrNi3MoV钢的粗大奥氏体晶粒。可见，在放大100倍的情况下，原奥氏体晶粒很粗大，晶粒内形成的贝氏体组织也很粗大。

如果将粗晶有序组织继续加热，并延长保温时间，还会使晶粒异常长大，出现细晶粒（5～8级晶粒）和粗晶粒（1～4级晶粒）共存的现象，即造成混晶现象。应当指出，生产中钢的晶粒往往是不均匀的，大的晶粒可能有5～6级，小的晶粒可达7～8级，但是这同属于细晶粒等级，这时虽然晶粒大小不等，但不宜于称为混晶。(www.xing528.com)

图11-14 34CrNi3MoV钢的粗大奥氏体晶粒

在调质处理之前，如果钢的原始组织为非平衡组织，如马氏体、回火马氏体、贝氏体、回火托氏体、魏氏组织等，这些组织中尚保留着明显的方向性，则容易出现组织遗传。合金化程度越高、加热速度越快、越容易出现组织遗传。

原始组织是影响组织遗传的重要因素。同一种钢当原始组织为贝氏体时比马氏体的遗传性强；原始组织为魏氏组织时也容易出现组织遗传；原始组织为铁素体-珠光体组织时一般不发生组织遗传；对于原始组织为非平衡组织的合金钢，组织遗传是一个普遍的现象。

加热速度也影响组织遗传。加热合金钢的非平衡组织时，采用慢速加热或者快速加热均容易出现组织遗传，只有采用中等速度加热时才有可能不发生组织遗传。加热速度可以通过实验确定，但在实际生产中由于炉型不同、钢件厚度不等，控制加热速度较为困难。

导致旧奥氏体晶粒遗传的根本原因，在于旧奥氏体与马氏体之间存在着严格的晶体学位向关系。