不锈钢厚壁管贝氏体形成的动力学特征
发布时间:2020-05-29 09:40:06

因为不锈钢厚壁管贝氏体的转变是铁原子非扩散同态转变和碳原子扩散及碳化物析出两个基本过程的结合。随着相变温度的降低,相变自由能差的增大会促进相变的发生,但随着相变温度的降低,碳原子的扩散速率会减慢。因此,贝氏体的相变速度受两个因素控制:相变自由能差和碳的扩散速度。

第二章讨论了不锈钢管贝氏体曲线和连续过渡曲线的类型。这里,仅贝氏体变换动力学的特征描述如下:

1)在温变换的初始阶段,贝氏体的形成速度很小,然后迅速增加,在贝氏体变换的一定范围内,趋于一个固定值,然后逐渐减小。

2)温改造可以完成许多不锈钢厚壁管品种,不锈钢U型管如碳钢、低碳和中碳锰钢、中碳硅锰钢等。但是,中和温对许多钢种的改造不能进行到底,即相变发展到一定程度后会自动停止,导致相变的自控现象。此时,一些奥氏的身体将保持不变。目前,对这一现象没有令人满意的解释,但在制定过程程序时必须考虑到这一点。不同钢种的自控现象反映不同。有些钢种在整个温相变区具有相变自控能力,如30号钢。有些钢只出现在温度较高的恒温,如中碳铬钢(0.54%碳,3%铬)等。还有一些仅在温,显示,如0.8%碳,1.0%锰钢等。当它们在低温度实施时。

3)不锈钢厚壁管贝氏体的最大相变与奥氏体的状态有关。增加奥氏的体温度将增加其合金元素含量,导致贝氏体转变量减少,即残余奥氏质量增加。例如,当Cr12钢在1000加热时,贝氏体转变量仅为70-80%,而W18Cr4V1在1290加热后约为70%。

4)厚壁不锈钢的管贝氏体铁素体沿纵向和横向生长,主要是纵向。上贝氏体铁素体的生长速度主要由奥氏前沿碳原子的扩散速度决定。然而,低贝氏体转变主要由铁素体中碳化物沉淀的速率决定。不锈钢换热器管实验测得的上贝氏体相变活化能约为30000千卡/克原子,与奥氏中的碳扩散活化能相似。下贝氏体相变活化能约为13000千卡/克原子,与中铁素体中碳的扩散活化能相近。贝氏体铁素体的生长速率远小于马氏体。在550 ~ 230范围内,共析钢中贝氏体的纵向生长速率约为10-2 ~ 10-4 mm/s,共析钢中马氏体的相变速率约为700 ~ 800 m/s,其生长受碳原子扩散的限制。

5)根据珠光体相变C曲线和贝氏体相变C曲线的相对位置,可以粗略估计出不锈钢厚壁管中中获得贝氏体组织的条件。如果珠光体转变C曲线明显向右移动,而贝氏体C曲线向左或向右移动很少,则有可能在连续冷却条件下获得贝氏体组织。它们相距越远,厚壁不锈钢管的贝氏体淬透性就越大。

此外,某些厚壁不锈钢管在温地区具有混合相变特征。这是因为奥氏向珠光体转变的温度范围和向贝氏体转变的温度范围部分重叠。这样,在温度范围内的较低温度进行温停止,首先形成贝氏体的一部分,然后产生珠光体;然而,如果温停止在温度范围内的较高温度,则可以首先形成一部分珠光组织,然后可以发生贝氏体相变以形成混合组织。

尽管不锈钢厚壁管贝氏体,相变过程的研究取得了很大进展,但还不够,尤其是相变机理问题需要进一步探讨。此外,对颗粒贝氏体形成过程的研究还不成熟。