奥氏体晶粒大小的控制概要
奥氏体晶粒长大及其控制
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起始晶粒度:珠光体刚刚转变成奥氏体 的晶粒大小。 实际晶粒度:热处理后所获得的奥氏体 晶粒的大小。 本质晶粒度:度量钢本身晶粒在930℃ 以下,随温度升高,晶粒长 大的程度。
加热速度愈大，过热度就愈大，即奥氏体实际形成温度就愈高，奥氏体的形核率与长大速度之比值I/G增大（表9.1），所以快速加热时可以获得细小的奥氏体起始晶粒。而且，加热速度愈快，奥氏体起始晶粒就愈细小。
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表9.1 奥氏体的形核率I、长大速度G 与温度的关系
转变温度 （℃）
形核率I （1/mm3·s）
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（2）晶界推移阻力
图9.12 晶界移动时与第二相粒子的交互作用示意图
1
2
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在第二相粒子附近的晶界发生弯曲，导致晶界面积增大，界面能升高。弥散析出的第二相粒子愈细小，粒子附近晶界的弯曲曲率就愈大，晶界面积的增大就愈多，因此界面能的增大也就愈多。这个使系统自由能增加的过程是不可能自发进行的。所以，沉淀析出的第二相粒子的存在是晶界推移的阻力。
9.1.4 奥氏体晶粒长大 及其控制
1．奥氏体晶粒度 2．奥氏体晶粒长大原理 3．影响奥氏体晶粒长大的因素
奥氏体化的目的是获得成分均匀和一定晶粒大小的奥氏体组织。多数情况下希望获得细小的奥氏体晶粒，有时也需要得到较大的奥氏体晶粒。因此，为获得所期望的奥氏体晶粒尺度，必须了解奥氏体晶粒的长大规律，掌握控制奥氏体晶粒度的方法。
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（4）合金元素的影响
钢中加入适量形成难溶化合物的合金元素如Nb、Ti、Zr、V、Al、Ta等，将强烈地阻碍奥氏体晶粒长大，使奥氏体晶粒粗化温度显著升高。上述合金元素在钢中形成熔点高、稳定性强、不易聚集长大的NbC、NbN、Nb(C,N)、TiC等化合物，它们弥散分布于奥氏体基体中，阻碍晶粒长大，从而保持细小的奥氏体晶粒。
奥氏体不锈钢晶粒度
奥氏体不锈钢晶粒度一、奥氏体不锈钢概述奥氏体不锈钢是一种具有良好耐腐蚀性和力学性能的不锈钢，其主要成分为铁、铬、镍等元素。
在我国，奥氏体不锈钢被广泛应用于化工、建筑、食品等行业。
了解奥氏体不锈钢的晶粒度对其性能的影响，对指导生产实践具有重要意义。
二、晶粒度的影响因素1.化学成分奥氏体不锈钢的晶粒度主要受化学成分的影响。
其中，铬、镍等元素的含量对晶粒度的形成有重要作用。
铬能提高奥氏体不锈钢的耐腐蚀性，而镍则有助于改善晶粒度。
合理调整化学成分，可以有效提高奥氏体不锈钢的晶粒度。
2.热处理工艺热处理工艺是影响奥氏体不锈钢晶粒度的关键因素。
适当的热处理可以促使晶粒细化，提高不锈钢的性能。
常见的奥氏体不锈钢热处理工艺包括固溶处理、时效处理等。
3.冷却速度冷却速度也是影响奥氏体不锈钢晶粒度的重要因素。
冷却速度过快，容易导致晶粒长大；冷却速度过慢，晶粒度细化效果不佳。
因此，在生产过程中，控制合适的冷却速度对提高晶粒度至关重要。
三、晶粒度对奥氏体不锈钢性能的影响1.力学性能奥氏体不锈钢的晶粒度对其力学性能有很大影响。
晶粒度越细，不锈钢的抗拉强度、屈服强度等力学性能指标越好。
此外，细晶奥氏体不锈钢具有较好的延展性、韧性和耐磨性。
2.耐腐蚀性晶粒度对奥氏体不锈钢的耐腐蚀性也有很大影响。
晶粒度越细，不锈钢表面的钝化膜越致密，耐腐蚀性越好。
在腐蚀环境下，细晶奥氏体不锈钢具有更长的使用寿命。
四、提高奥氏体不锈钢晶粒度的方法1.合理调整化学成分通过调整铬、镍等元素的含量，可以有效提高奥氏体不锈钢的晶粒度。
在生产过程中，可以根据实际需求合理搭配化学成分，以达到优化晶粒度的目的。
2.优化热处理工艺优化奥氏体不锈钢的热处理工艺，可以促使晶粒细化。
例如，采用合适的固溶处理温度和保温时间，能使晶粒得到有效细化。
3.控制冷却速度在生产过程中，控制合适的冷却速度对提高奥氏体不锈钢的晶粒度至关重要。
通过调整冷却速度，可以有效避免晶粒长大，实现细晶目的。
奥氏体晶粒大小的控制概要
影响奥氏体晶粒长大的因素
5.含碳量的影响(有临界值) 随着奥氏体含碳量的增加，Fe、C原子的扩散 速度增大，奥氏体晶粒长大的倾向增加。 当超过奥氏体饱和碳浓度以后，由于出现了
残余渗碳体，产生机械阻碍作用，使晶粒长大
倾向减小。
获得细小而均匀的奥氏体晶粒是 保证热处理产品质量的关键！影响奥氏体晶粒长大的因素
1.加热温度 加热温度愈高，晶粒长大速度越快，奥氏体 晶粒也越粗大，热处理时必须规定合适的加热 温度范围。 2.保温时间 随保温时间的延长，晶粒不断长大，但随保 温时间的延长，晶粒长大速度越来越慢，且不 会无限制地长大下去。
冶炼和脱氧条件冶炼时用铝脱氧或加入nbzrvti等强碳化物形成元素形成难溶的碳化物颗粒阻止奥氏体晶粒长大在一定温度下晶粒不易长大
奥氏体晶粒对钢室温组织、性能的影响
1.组织的影响 奥氏体晶粒越小，转变后的组织越小。 2.性能的影响 细小的晶粒，其强度、塑性与韧性都较高， 反之，粗大的奥氏体晶粒，冷却后仍获得粗晶 粒组织，是钢的力学性能降低。
影响奥氏体晶粒长大的因素
3.加热速度 加热速度越快，奥氏体化的实际温度愈高，奥氏体 的形核率大于长大速度，获得细小的起始晶粒。生产 中常用快速加热和短时保温的方法来细化晶粒。
4.冶炼和脱氧条件 冶炼时用铝脱氧，或加入Nb、Zr、V、Ti等强碳化 物形成元素，形成难溶的碳化物颗粒,阻止奥氏体晶粒 长大，在一定温度下晶粒不易长大。
细化奥氏体晶粒的措施
细化奥氏体晶粒的措施细化奥氏体晶粒是一种改善材料性能的重要方法。
奥氏体晶粒的细化可以提高材料的强度、韧性和耐蚀性能，因此在材料加工和热处理过程中，细化奥氏体晶粒的措施非常重要。
本文将介绍几种常见的细化奥氏体晶粒的措施。
1. 控制冷却速率冷却速率是影响奥氏体晶粒尺寸的重要因素之一。
通常情况下，快速冷却可以得到较细的奥氏体晶粒。
通过控制冷却速率，可以有效地细化奥氏体晶粒。
例如，在淬火过程中，可以采用水淬或油淬的方式，使材料迅速冷却，从而细化奥氏体晶粒。
2. 添加细化剂细化剂是一种能够促使奥氏体晶粒细化的物质。
常用的细化剂包括铝、钛、硼等元素。
这些元素可以在材料熔炼或热处理过程中加入，通过形成细小的化合物或析出相来细化奥氏体晶粒。
细化剂的添加可以显著改善材料的力学性能和耐蚀性能。
3. 加热退火处理加热退火是一种常用的细化奥氏体晶粒的方法。
在加热退火过程中，材料会被加热到一定温度，然后缓慢冷却。
通过加热退火处理，可以使奥氏体晶粒重新长大，并形成较大的晶粒。
然后再通过再次冷却来细化奥氏体晶粒。
这种方法可以在一定程度上控制奥氏体晶粒的尺寸。
4. 热机械处理热机械处理是一种将热处理和机械变形相结合的方法。
通过在高温下对材料进行塑性变形，然后再进行快速冷却，可以有效地细化奥氏体晶粒。
在热机械处理过程中，塑性变形可以引起晶体的位错运动和晶界的迁移，从而细化奥氏体晶粒。
5. 控制合金元素含量合金元素的含量是影响奥氏体晶粒尺寸的重要因素之一。
适量的合金元素可以起到细化奥氏体晶粒的作用。
例如，钼对奥氏体晶粒具有细化作用，可以有效地控制晶粒尺寸。
因此，在材料设计和制备过程中，需要合理控制合金元素的含量，以实现奥氏体晶粒的细化。
细化奥氏体晶粒是一种提高材料性能的重要方法。
通过控制冷却速率、添加细化剂、加热退火处理、热机械处理以及控制合金元素含量等措施，可以有效地细化奥氏体晶粒。
这些措施可以提高材料的强度、韧性和耐蚀性能，从而满足不同工程应用的需求。
第三讲 奥氏体晶粒长大及其控制
F=2/R
• 可知：由界面能所提供的作用于单位面积晶界
上的驱动力F与界面能成正比，而与界面曲率
半径成反比，力的方向指向曲率中心。 • 单位面积晶界界面能越大，晶粒尺寸越小，则 奥氏体晶粒长大的驱动力就越大。
2、晶界推移阻力
• 晶界或晶内细小难溶
的第二相粒子将阻碍
越高，孕育期越短，形成速 度越快。 • A形成的开始和终了时速度 较慢，中间快
• 在整个A形成过程中，奥氏
体成分均匀化所需的时间最 长。
连续加热时的奥氏体形成
• 与等温加热转变大致相 同—经过四个阶段？
• 影响因素也基本相同
• 其特点如下：
1)在一定的加热速度范围 内，相变临界点随加热 速度增大而升高 • 当加热速度达到一定时， 相变温度均为1130°C
晶界的迁移。
• 沉淀析出的第二相粒 子是晶界推移的阻力
• 第二相粒子对晶界推移的最大阻力为：
• 可见：粒子的尺寸越小、单位体积中粒子数越 多，对晶界推移的阻力就越大。 • A晶粒长大，则驱动力降低，与阻力平衡时A停 止长大。
本质细晶粒钢在950C以上，难溶的第二相粒子 将聚合或溶解，失去抑制晶粒长大的作用。
思考题：
• 钢中沉淀析出粒子对奥氏体晶粒长大有什
么影响？
• P32：4，5，8，11，12
加热温度、保温时间、加热速度、化学成分
1、加热温度越高，保温时间越长，
奥氏体晶粒将越粗大
2、加热速度越大，可 以获得细小的奥氏
体起始晶粒，但奥
氏体晶粒很容易长 大，所以快速加热 时，需短时保温才 能获得细小的奥氏
体晶粒。
• 3、含碳量的影响
• 亚共析钢、共析钢
加热时奥氏体晶粒 随钢中碳含量增加 而增大；过共析钢 随钢中碳含量的增
7.奥氏体晶粒大小的控制
第五章
第五节
钢的热处理
典型零件的热处理分析
前面介绍了几种机械工业中常用的热处理方法，
它们是机械零件制造过程中，为了获得所需要的工艺
性能和使用性能所采取的重要工序。针对某一具体零 件，如何根据其制造材料和要求，正确选用热处理方 法和确定技术条件，合理安排热处理在整个制造过程 中的工序位置呢？
第五章
第五章
钢的热处理
气体渗碳炉及原理示意图 1—风扇电动机 2—废气火焰 3—炉盖 4—砂封 6—耐热罐 7—工件 8—炉体
5—电阻丝
第五章
钢的热处理
工件渗碳后，表层含碳量最高，向内逐渐降低，中心 则为钢的原含碳量。
低碳钢渗碳缓冷后的渗碳层显微组织（200×）
第五章
钢的热处理
2. 钢的渗氮
在一定温度下，使活性氮原子渗入工件表面以形成高氮硬化 层的化学热处理工艺称为渗氮，其目的是提高工件表面的硬度、
聚集长大（400℃以上）。
40钢的力学性能与回火温度的关系
第五章
钢的热处理
4. 回火的方法和应用
常用回火方法、回火组织、性能及应用
45 钢正火或调质后力学性能比较
第五章
第四节
钢的热处理
钢的表面荷的作用，如汽车变速齿轮、传动齿轮轴等，此类零 件不仅要求具有较高的硬度和耐磨性，而且还应具有足够 的塑性和韧性。这一特殊性能要去是无法通过调节钢的含 碳量或采用常规热处理方法解决的。 可否通过一些方法，让零件表面具有较高的硬度而心 部具有较高的塑性和韧性呢？
耐磨性、耐蚀性及疲劳强度。渗氮的特点：
（1）渗氮层具有很高的硬度和耐磨性。 （2）渗氮温度低，工件变形小。 （3）渗氮零件具有很好的耐蚀性。 （4）渗氮工艺过程复杂，生产周期长，渗氮层薄而脆，不宜
三种控制晶粒大小的方法
三种控制晶粒大小的方法宝子们，今天咱来唠唠控制晶粒大小的事儿。
这晶粒大小可重要啦，不同的晶粒大小会让材料有不一样的性能呢。
第一种方法就是控制过冷度。
啥是过冷度呢？简单说就是实际结晶温度和理论结晶温度的差值。
这个差值越大呀，晶粒就越细小。
就好像你在跑步比赛，起跑信号越晚（类比过冷度大），大家就会跑得更分散（类比晶粒细小）。
要是过冷度小呢，就像起跑信号很快就来了，那大家就容易挤在一起（晶粒粗大）。
所以呀，我们可以通过改变冷却速度来调整过冷度。
冷却得快一点，过冷度就大啦，晶粒就会变小。
比如说在金属铸造的时候，把熔融的金属快速冷却，就能得到细小的晶粒，让金属的性能变得更好。
再来说说第二种方法，变质处理。
这就像是给晶粒找个“小管家”。
往液态金属里加入一些变质剂，这些变质剂就像一个个小监督员。
它们会吸附在正在生长的晶核表面，改变晶体生长的方式。
就好比一群小朋友在画画，本来可能画得乱七八糟（晶粒生长无规则且粗大），这时候来了几个小老师（变质剂），指导小朋友们规规矩矩地画（晶粒规则且细小）。
像在铝合金中加入钛、硼等元素作为变质剂，就能有效地细化晶粒，让铝合金的强度、硬度等性能都提升不少呢。
还有第三种方法哦，振动和搅拌。
这就像是给正在结晶的物质做个按摩或者搅一搅。
在结晶过程中，如果对液态金属进行机械振动或者电磁搅拌。
就好比你在做蛋糕的时候，搅拌面糊（类比搅拌液态金属），原本可能会结块的东西（类比粗大晶粒）就会被打散，变成细小均匀的状态。
振动也是一样的道理，通过这种方式可以打碎正在生长的树枝状晶体，让晶粒变得更小。
这样处理后的材料性能会更加均匀、优良。
奥氏体晶粒长大
晶界弯曲的几何证明如下：
在晶界与微粒的交点处，三个界面处于 平衡状态时，则有：
相 ＝ 相
sin 1 sin 2
因此， 1½£ 2
即晶界与微粒相界面应当垂直，那么离 开微粒的晶界必然弯曲。这使得奥氏体 交界面面积增加，使能量升高，等于阻 止晶界右移，相当于有一个阻力G作用于 奥氏体晶界。
图4-19奥氏体晶粒直径与加热温度的关系
1－不含铝的C-Mn钢 2－含Nb-N钢
2.奥氏体晶粒长大动力学
分为三个阶段： 加速长大期， 急剧长大期 减速期。
奥氏体晶粒长大动力学 曲线
3、奥氏体晶粒长大机理
已经证明：
奥氏体晶粒的正常长 大速度：
4、硬相微粒对奥氏体晶界的扎钉作用
用铝脱氧的钢及含有Nb、V、Ti等元素的钢， 钢中存在AlN、NbC、VC、TiC等微粒，这些 析出相硬度很高，难以变形，存在于晶界上时， 阻止奥氏体晶界移动，对晶界起了扎钉作用， 在一定温度范围内保持奥氏体晶粒细小。
在钢中往往存在较多的弥散的硬相微粒，当其体积 分数ƒ一定时，微粒越细，半径r越小，晶界移动的 阻力越大。微粒所占的体积分数ƒ越大，对晶界移 动的阻力也越大。如钢中的VC，NbC，TiC等可以 细化晶粒。
5.影响奥氏体晶粒长大的因素
5.1 加热温度和保温时间的影响 上已叙及，加热温度愈高，保温时间愈长，奥
2.4奥氏体晶粒长大及控制
1、奥氏体晶粒长大现象
加热温度、时间对0.48%C,0.82%Mn钢奥氏体晶粒大小的影响
图4－18 加热温度、时间对0.48%C,0.82%Mn钢奥 氏体晶粒大小的影响
18Cr2Ni4WA钢的奥氏体晶粒的长大 (a)950℃，（b）1000℃，（c）1100℃，（d） 1200℃
细化奥氏体晶粒的措施
细化奥氏体晶粒的措施引言奥氏体晶粒是金属材料中的一个重要组成部分，其晶粒的细化可以显著提高材料的强度、韧性和耐腐蚀性能。
本文将从微观和宏观两个方面，综合分析影响奥氏体晶粒细化的因素，并提出相应的措施。
微观措施1.晶核形成晶核形成是奥氏体晶粒细化的第一步。
晶核数量的增加可以有效细化晶粒尺寸，主要方法包括：•添加微合金元素：通过添加Ti、Nb、V等微合金元素，可以提高金属的过饱和度，增加晶核数量。
•控制凝固速度：加快凝固速度可以增加晶核密度，可通过改变冷却速率或采用快速凝固方法来实现。
2.晶粒长大抑制在晶粒形成的同时，需要抑制晶粒的长大，以实现晶粒细化。
以下是几种常见的方式：•添加碳元素：适量添加碳元素可以提高材料的形核时晶胞扩散系数，从而促进晶粒边界的移动，抑制晶粒长大。
•降低热处理温度：降低热处理温度有利于晶粒的细化，因为较低的温度能够有效抑制晶粒边界的扩散。
宏观措施1.控制变形温度和变形速度变形温度和变形速度是影响奥氏体晶粒细化的重要因素。
以下措施可以实现晶粒细化：•降低变形温度：降低变形温度有利于晶粒边界的移动，从而细化晶粒。
可以通过控制变形温度或使用局部变形方法来实现。
•增加变形量：提高变形量可以增加晶粒边界的密度，有效细化晶粒。
2.晶粒繁殖机制晶粒繁殖机制是指通过晶粒边界的相变或动态再结晶来实现晶粒细化。
以下是一些常见的晶粒繁殖机制：•变形诱导晶粒繁殖：通过局部塑性变形，使原有晶粒分裂成多个小晶粒，从而实现晶粒细化。
•晶粒边界乱流诱导晶粒繁殖：通过变形时晶粒边界的乱流运动，促进晶粒的分裂和再结晶，实现晶粒细化。
结论细化奥氏体晶粒是提高金属材料强度、韧性和耐腐蚀性能的重要手段。
通过微观措施，如晶核形成和晶粒长大抑制，以及宏观措施，如控制变形温度和速度，可以有效实现晶粒的细化。
在实际应用中，可以根据材料的具体要求选择合适的措施组合，以获得满足需求的细化效果。
参考文献：1.张明贵, 杨大同. 材料晶粒细化控制的机理与技术. 北京：化学工业出版社,2013.2.Deng, Y., & Gu, J. (2015). Effect of deformation on grain boundarystructure and segregation in a nickel-based single crystalsuperalloy. Acta materialia, 95, 352-363.。
奥氏体的本质晶粒度 实际晶粒度 起始晶粒度
奥氏体的本质晶粒度实际晶粒度起始晶粒度奥氏体是钢铁材料中的一种组织状态，它是由gamma-ferrite和alpha-ferrite两种钢铁晶体相组成的，其晶粒度对钢铁的结构、性能和应用有很大的影响。
本文将详细介绍奥氏体晶粒度的三个概念：本质晶粒度、实际晶粒度和起始晶粒度，并且说明对钢铁生产有哪些影响。
一、奥氏体的本质晶粒度奥氏体的本质晶粒度是指奥氏体的原始细胞大小。
原始细胞是指从一个原子到下一个原子所需要的距离，一定情况下，奥氏体晶体中的原始细胞是均匀的，因此本质晶粒度可以用来标识奥氏体晶体的基本大小。
通常，奥氏体晶粒度会受到以下因素的影响：1. 冷却速度：冷却速度越快，奥氏体晶粒度越小。
2. 起始组织状态：起始组织状态越细，奥氏体晶粒度越小。
3. 退火温度和时间：退火温度和时间越高，奥氏体晶粒度越大。
二、奥氏体的实际晶粒度奥氏体实际晶粒度定义为奥氏体晶体在视野范围内的平均晶粒大小，这个指标代表了钢铁中实际晶粒的大小。
一般来说，实际晶粒度与钢铁中的元素含量、钢铁的工艺和表面状况等因素都有着密切的关系。
这也就是为什么在制备钢铁时，需要注重控制这些因素。
三、奥氏体的起始晶粒度奥氏体的起始晶粒度是在钢铁中形成奥氏体时，奥氏体晶体的大小。
这个指标对于钢铁冶炼过程的控制很重要。
在钢铁冶炼时，如果奥氏体的起始晶粒度过大，会导致钢铁在加工过程中产生不均匀变形，从而影响钢材的性能。
因此，起始晶粒度需要在一定的范围内进行控制。
同时，起始晶粒度也能够与钢铁中的一些杂质元素的含量和退火过程的时间温度有关。
一般来说，如果钢铁中的杂质元素含量过高，起始晶粒度会变得更大；而退火时间和温度过高同样也会导致起始晶粒度变大。
综上所述，奥氏体的晶粒度对钢铁的性能和应用有很大的影响。
通过对奥氏体晶粒度的本质、实际和起始的控制，可以更好地保证钢铁的质量和性能，促进钢铁的应用和发展。
奥氏体晶粒大小的控制
奥氏体晶粒大小的控制引言奥氏体晶粒大小是材料科学领域中一个重要的研究方向。
奥氏体晶粒的大小对于材料的力学性能、耐腐蚀性能和疲劳性能等具有显著影响。
本文将从热处理工艺、成分调控以及外力影响等多个方面，全面探讨奥氏体晶粒大小的控制。
热处理工艺热处理工艺是控制奥氏体晶粒大小的重要方法之一。
通过控制材料的加热和冷却过程，可以有效地调控晶粒的尺寸和分布。
加热过程控制1.初次加热温度：初次加热温度是影响晶粒生长速率和尺寸的重要参数。
通常情况下，初次加热温度越高，晶粒生长速率越快，晶粒尺寸越大。
2.加热速率：加热速率会对晶粒的生长过程产生重要影响。
较快的加热速率会使得晶粒尺寸增长更快，但同时也容易导致晶粒粗化。
因此，加热速率的选择需要综合考虑晶粒尺寸和材料性能的要求。
3.保温时间：保温时间对晶粒生长的细化过程非常关键。
较长的保温时间有利于将组织中的细小晶粒长大至目标尺寸，但过长的保温时间也可能导致晶粒粗化。
因此，需要根据具体材料和要求确定适当的保温时间。
冷却过程控制1.冷却速率：冷却速率是影响晶粒尺寸和形貌的关键参数。
较快的冷却速率通常能够得到较细小的奥氏体晶粒，而较慢的冷却速率则容易产生较大的晶粒。
2.等温退火：通过等温退火可以有效地控制奥氏体晶粒的粒度。
在合适的温度下保持一段时间，有利于组织中的晶粒再结晶和长大，从而得到较大晶粒。
然而，过长的等温退火时间可能会导致晶粒粗化。
3.淬火处理：淬火处理是在高温下迅速冷却材料，目的是抑制晶粒长大过程。
通过淬火处理可以得到较细小的奥氏体晶粒。
成分调控通过调整材料的成分，也可以有效地控制奥氏体晶粒的大小和分布。
下面是一些常用的成分调控方法：合金元素的选择添加一些合金元素，如铌、钒、钛等，可以有效地细化奥氏体晶粒。
这些合金元素在晶界上形成细小的沉淀相，限制了晶粒长大过程。
溶负责元素的控制合理控制溶负责元素的含量，可以调节奥氏体晶粒长大速率。
通常情况下，溶负责元素含量越低，晶粒长大速率越慢，晶粒尺寸越小。
奥氏体晶粒生长过程研究
奥氏体晶粒长大及其控制1.晶粒简介钢在奥氏体化时所得到的晶粒。
此时的晶粒尺寸称为奥氏体晶粒度。
分类奥氏体晶粒有起始晶粒、实际晶粒和本质晶粒3种不同的概念。
(1)起始晶粒。
指加热时奥氏体转变过程刚刚结束时的晶粒，此时的晶粒尺寸称为奥氏体起始晶粒度。
(2)实际晶粒。
指在热处理时某一具体加热条件下最终所得的奥氏体晶粒，其尺寸大小即为奥氏体实际晶粒度。
(3)本质晶粒。
指各种钢加热时奥氏体晶粒长大的倾向，晶粒容易长大的称本质粗晶粒，晶粒不易长大的称本质细晶粒。
通常在实际金属热处理条件下所得到的奥氏体晶粒大小，即为该条件下的实际晶粒度，而一系列实际晶粒度的测得即表示出该钢材的本质晶粒度。
据中国原冶金工业部标准YB27—77规定，测定奥氏体本质晶粒度是将钢加热到930℃，保温3～8h后进行。
因此温度略高于一般热处理加热温度，而相当于钢的渗碳温度，经此正常处理后，奥氏体晶粒不过分长大者，即称此钢为本质细晶粒钢2.晶粒的长大原理为了减少总的晶界面积，在一定温度条件下奥氏体晶粒会发生相互吞并而使晶粒长大的现象。
所以，奥氏体晶粒长大在一定条件下是一个自发过程。
奥氏体晶粒是晶粒长大动力和晶界推移阻力相互作用的结果。
（1）晶粒长大动力奥氏体晶粒的长大动力是奥氏体晶粒大小的不均匀性。
理想状态的晶界如图9.11所示。
晶粒呈六边形，晶界成直线，三条晶界相交于一点并且互成120o角，在二维平面上每个晶粒均有六个邻接晶粒。
处于这种状态下的奥氏体晶粒不易长大。
（2）晶界推移阻力在实际材料中，在晶界或晶内往往存在很多细小难溶的第二相沉淀析出粒子。
推移中的晶界遇到第二相粒子时将发生弯曲（与第二相界面保持垂直,界面力平衡），导致晶界面积增大，界面能升高，因此这些第二相粒子将阻碍晶界迁移，起着钉扎晶界的作用。
（3）生长过程的影响因素1)加热温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒将越粗大2）加热速度越大，可以获得细小的奥氏体起始晶粒，但奥氏体晶粒很容易长大，所以快速加热时，需短时保温才能获得细小的奥氏体晶粒。
奥氏体不锈钢晶粒度
奥氏体不锈钢晶粒度摘要：I.奥氏体不锈钢简介- 奥氏体不锈钢的定义- 奥氏体不锈钢的特点II.奥氏体不锈钢的晶粒度- 晶粒度的定义- 奥氏体不锈钢晶粒度的重要性- 影响奥氏体不锈钢晶粒度的因素III.奥氏体不锈钢晶粒度的控制方法- 热处理方法- 化学方法- 物理方法IV.奥氏体不锈钢晶粒度与性能的关系- 晶粒度对奥氏体不锈钢耐蚀性的影响- 晶粒度对奥氏体不锈钢耐磨性的影响- 晶粒度对奥氏体不锈钢强度的影响正文：奥氏体不锈钢是一种广泛应用于耐蚀、耐磨、强度要求较高的场合的不锈钢。
其晶粒度是指奥氏体不锈钢中晶粒的大小。
晶粒度对奥氏体不锈钢的性能有着重要的影响。
本文将介绍奥氏体不锈钢的晶粒度相关知识，包括奥氏体不锈钢简介、奥氏体不锈钢的晶粒度、影响奥氏体不锈钢晶粒度的因素以及奥氏体不锈钢晶粒度与性能的关系。
奥氏体不锈钢是一种以奥氏体为基体，含有较高铬、镍、钼等元素的合金不锈钢。
它具有良好的耐蚀性、耐磨性和高强度等特点，广泛应用于化工、石油、船舶、核工业等领域。
奥氏体不锈钢的晶粒度对其性能有着重要的影响。
晶粒度的大小直接影响着奥氏体不锈钢的强度、韧性、耐蚀性和耐磨性。
一般来说，晶粒度越细，奥氏体不锈钢的强度和韧性越高，耐蚀性和耐磨性也越好。
影响奥氏体不锈钢晶粒度的因素主要有加热温度、保温时间、冷却速度和原始组织等。
其中，加热温度和保温时间是影响奥氏体不锈钢晶粒度的主要因素。
加热温度越高，保温时间越长，奥氏体不锈钢的晶粒度越大。
而冷却速度和原始组织也会对奥氏体不锈钢的晶粒度产生一定的影响。
为了获得理想的晶粒度，需要对奥氏体不锈钢进行晶粒度控制。
晶粒度控制方法主要包括热处理方法、化学方法和物理方法。
热处理方法是通过改变加热温度、保温时间和冷却速度等条件，使奥氏体不锈钢的晶粒度达到理想状态。
化学方法是通过改变奥氏体不锈钢的化学成分，从而改变其晶粒度。
物理方法是通过改变奥氏体不锈钢的制备工艺，如冷轧、热轧等，来控制晶粒度。
奥氏体晶粒大小的控制
奥氏体晶粒大小的控制一、引言奥氏体是一种重要的组织结构，广泛应用于钢铁、航空航天、汽车等领域。
奥氏体晶粒大小对材料的性能和应用具有至关重要的影响。
因此，控制奥氏体晶粒大小是材料学研究中的一个重要问题。
二、什么是奥氏体晶粒？奥氏体是一种由铁和碳组成的固溶体，具有面心立方结构。
在高温下，铁原子和碳原子会形成奥氏体相，晶粒大小指的是这些晶格结构中单个晶粒的尺寸。
三、为什么需要控制奥氏体晶粒大小？1. 影响力学性能：小尺寸的奥氏体晶粒可以提高钢材的强度和韧性，因为小尺寸意味着更多的界面和位错可以抵抗外部应力。
2. 影响耐蚀性：小尺寸的奥氏体晶粒可以提高钢材的耐蚀性能。
因为小尺寸意味着更少的缺陷和更多的界面可以减少腐蚀的发生。
3. 影响加工性能：小尺寸的奥氏体晶粒可以提高钢材的加工性能，因为小尺寸意味着更少的位错和更多的界面可以减少塑性变形时的阻力。
四、如何控制奥氏体晶粒大小？1. 控制热处理参数：热处理是控制奥氏体晶粒大小最常用的方法。
通过改变热处理温度、时间和冷却速率等参数，可以影响奥氏体晶粒大小。
一般来说，高温下长时间保持会导致晶粒长大，而快速冷却则会导致晶粒变小。
2. 添加合适元素：添加微量元素（如铌、钛等）可以有效地控制奥氏体晶粒大小。
这些元素可以在形成奥氏体相时参与反应，限制其生长速度，从而控制晶粒大小。
3. 压力调控：通过施加压力来改变材料结构和形态，也可以达到控制奥氏体晶粒大小的目的。
例如，在加工过程中施加高压会导致材料发生相变，从而影响奥氏体相的形成和晶粒大小。
4. 超声波处理：超声波处理可以在材料中产生高强度的机械振动，从而改变材料的结构和形态。
通过超声波处理，可以有效地控制奥氏体晶粒大小。
五、总结通过控制热处理参数、添加合适元素、压力调控和超声波处理等方法，可以有效地控制奥氏体晶粒大小。
这些方法在钢铁、航空航天、汽车等领域具有广泛的应用前景。
奥氏体混晶晶粒尺寸0.5mm
奥氏体混晶晶粒尺寸0.5mm1. 简介奥氏体混晶晶粒尺寸指的是晶粒的大小，其中奥氏体是一种常见的金属组织结构，晶粒尺寸是对金属微观结构的重要参数之一。
通常情况下，晶粒尺寸越小，材料的强度和韧性会更好。
2. 奥氏体混晶晶粒尺寸对材料性能的影响(1) 强度：晶粒尺寸越小，晶界面积也会增加，从而阻碍了位错的移动，使材料的力学性能得到提高，具有更高的强度。
(2) 韧性：小晶粒尺寸可以减缓裂纹的扩展速度，并且有利于形成更多的凝固相，提高材料的韧性。
(3) 变形能力：晶粒尺寸越小，材料对变形的抵抗能力也会增加，使材料更耐磨、更耐腐蚀。
3. 奥氏体混晶晶粒尺寸影响因素(1) 材料本身：不同的金属材料因其晶体生长方式和固溶度的不同，晶粒尺寸也会有所不同。
(2) 加工工艺：热处理、冷加工等加工工艺对晶粒尺寸也有一定的影响。
(3) 温度和时间：晶粒尺寸与温度时间有关，温度升高时，晶体生长速度会加快，晶粒尺寸也会随之增大。
4. 奥氏体混晶晶粒尺寸的测试方法(1) 金相显微镜：通常用于观察金属和合金的组织结构，通过显微镜观察晶粒尺寸和形状。
(2) 电子背散射衍射（EBSD）：通过观察电子在晶体内的散射衍射情况，可以获得晶粒尺寸、取向和形状等信息。
(3) X射线衍射：可以通过测定晶体的衍射强度分布和半宽来间接推断晶粒尺寸。
5. 奥氏体混晶晶粒尺寸在工程领域的应用(1) 增强材料性能：通过控制晶粒尺寸，可以提高材料的强度、韧性和耐磨性，从而满足不同工程领域对材料性能的需求。
(2) 新材料研发：在新型材料的研发过程中，晶粒尺寸的控制和优化可以有效提高材料的性能，拓展材料的应用范围。
(3) 质量控制：通过对晶粒尺寸的监测和控制，可以保证材料在生产过程中具有良好的一致性和稳定性，提高产品的质量和可靠性。
6. 结语奥氏体混晶晶粒尺寸是金属材料微观结构的重要参数，对材料的性能具有重要影响。
通过控制晶粒尺寸，可以有效提高材料的强度、韧性和耐磨性，满足不同工程领域对材料性能的需求，对于新材料的研发和质量控制也有着重要意义。
钢热处理工艺中奥氏体晶粒大小及影响因素
钢热处理工艺中奥氏体晶粒大小及影响因素提示：1．奥氏体晶粒度奥氏体的晶粒大小将直接影响钢在热处理以后的组织和性能，也是评定热处理加热质量的重要参数。
奥氏体晶粒大小用晶粒度指标来衡量，晶粒度是指将钢加热到一定温度，保温一定时间后所获得的奥氏体晶粒大小。
国家标准将晶粒度级别分为8级，如图4-4所示。
图4-4 钢的标准晶粒度等级图钢在加热到相变点以上时1．奥氏体晶粒度奥氏体的晶粒大小将直接影响钢在热处理以后的组织和性能，也是评定热处理加热质量的重要参数。
奥氏体晶粒大小用晶粒度指标来衡量，晶粒度是指将钢加热到一定温度，保温一定时间后所获得的奥氏体晶粒大小。
国家标准将晶粒度级别分为8级，如图4-4所示。
图4-4 钢的标准晶粒度等级图钢在加热到相变点以上时，刚形成的奥氏体晶粒都很细小，称为起始晶粒。
如果继续升温或保温，将引起奥氏体晶粒长大。
不同的钢在规定的加热条件下，奥氏体晶粒的长大倾向不同，如图4-5所示。
从奥氏体晶粒长大的连续性来看有两种情况：一种是随加热温度升高晶粒容易长大，这种钢称为本质粗晶粒钢；另一种是随加热温度升高晶粒长大很缓慢，可一直保持细小晶粒，只有加热到更高温度时，晶粒才迅速长大，这种钢称为本质细晶粒钢。
图4-5 奥氏体晶粒长大倾向示意图钢中奥氏体晶粒的大小直接影响到冷却后的组织与性能。
实际中奥氏体的晶粒越细小，冷却后钢的组织也越细小，其强度、塑性、韧性等力学性能越好，因此，在选用材料和热处理工艺上，获得细小的奥氏体晶粒，对工件使用性能和质量都具有重要意义。
2．影响奥氏体晶粒大小的因素(1)加热温度和保温时间奥氏体起始晶粒是很细小的，随着加热温度升高，奥氏体晶粒逐渐长大，晶界总面积减少，系统能量降低。
所以加热温度越高，在高温下保温时间越长，越有利于晶界总面积减少，导致奥氏体晶粒越粗大。
(2)加热速度。
在连续升温加热时，奥氏体化过程是在一个温度区间内完成的。
加热速度越快，转变的温度区间越高，原子的活动能力越强，形核率越大，有利于获得细小奥氏体晶粒。
奥氏体不锈钢晶粒度
奥氏体不锈钢晶粒度【原创实用版】目录一、奥氏体不锈钢的晶粒度概述二、奥氏体不锈钢晶粒度的控制方法三、奥氏体不锈钢通过热处理细化晶粒的实例正文一、奥氏体不锈钢的晶粒度概述奥氏体不锈钢是一种广泛应用的钢材，具有良好的耐腐蚀性、韧性和强度。
晶粒度是描述钢材显微组织的重要参数，对于奥氏体不锈钢的性能和质量具有重要影响。
晶粒度越小，钢的强度、韧性和耐腐蚀性越好。
因此，在生产过程中，需要对奥氏体不锈钢的晶粒度进行严格的控制。
二、奥氏体不锈钢晶粒度的控制方法1.控制加热温度和保温时间：加热温度和保温时间是影响奥氏体晶粒度的重要因素。
加热温度越高，晶粒长大速度越快；保温时间越长，晶粒也容易长大。
因此，在生产过程中，需要根据不同钢材的特性，选择合适的加热温度和保温时间，以保证奥氏体晶粒度适中。
2.控制加热速度：加热速度对奥氏体晶粒度也有影响。
加热速度越快，过热度越大，奥氏体形核率大于长大速度，有利于获得细小的起始晶粒。
但加热速度过快，保温时间过长，晶粒反而更粗大。
因此，生产上采用快速加热和短时间保温的方法来细化晶粒。
3.控制钢的原始组织及成分：钢的原始组织和成分对奥氏体晶粒度也有影响。
原始组织越细，相晶界越多，有利于获得细晶粒组织。
此外，奥氏体中碳的质量分数也会影响晶粒度。
当奥氏体晶界上存在未溶化的残余渗碳体时，未溶的渗碳体有阻碍奥氏体晶粒长大的作用。
三、奥氏体不锈钢通过热处理细化晶粒的实例奥氏体不锈钢通过热处理可以实现晶粒的细化。
例如，固溶处理是一种常用的热处理方法，可以提高钢的韧性和强度。
固溶处理的原理是将合金加热到高温单相区，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体。
第三讲-奥氏体晶粒长大及其控制
• 第二相粒子的存在起到细化 晶粒的作用。
• 为了获得细小的奥氏体晶粒， 必须保证钢中含有足够的第 二相难溶粒子。
• 沉淀析出粒子的分布不均匀， 可造成局部区域晶粒异常长 大。
3、影响奥氏体晶粒长大的因素
• 在起始晶粒形成后，钢的实际晶粒度取决于奥氏 体晶粒在继续保温或升温过程中的长大倾向。起 始晶粒越细小，则晶界能越高，长大倾向越大。
2、晶界推移阻力
• 晶界或晶内细小难溶 的第二相粒子将阻碍 晶界的迁移。
• 沉淀析出的第二相粒 子是晶界推移的阻力
• 第二相粒子对晶界推移的最大阻力为：
• 可见：粒子的尺寸越小、单位体积中粒子数越 多，对晶界推移的阻力就越大。
• A晶粒长大，则驱动力降低，与阻力平衡时A停 止长大。
本质细晶粒钢在950C以上，难溶的第二相粒子 将聚合或溶解，失去抑制晶粒长大的作用。
• 晶粒长大表现为晶界的推移，实质是原子在晶界 附近的扩散。 影响奥氏体晶粒长大的因素： 加热温度、保温时间、加热速度、化学成分
1、加热温度越高，保温时间越长， 奥氏体晶粒将越粗大
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2、加热速度越大，可 以获得细小的奥氏 体起始晶粒，但奥 氏体晶粒很容易长 大，所以快速加热 时，需短时保温才 能获得细小的奥氏 体晶粒。
结论：
• A晶粒长大驱动力来自A的晶界能。 • 沉淀析出的第二相粒子是晶界推移的阻力，粒子越小，单位
体积中粒子数目越多，阻力越大。 • 随着奥氏体晶粒的长大，总的晶界面积逐渐减小，晶粒长大
动力减小。当晶粒长大动力和第二相弥散析出粒子的阻力相 平衡时，奥氏体晶粒停止长大，即奥氏体晶粒长大到一定程 度后就不再长大。 • 奥氏体晶粒平均极限半径取决于第二相沉淀析出粒子的半径 和单位体积中的数目。
第三讲-奥氏体晶粒长大及其控制只是课件
• 加热温度越高，保温时间越长，奥氏体的实际晶 粒越粗大。
二、奥氏体晶粒长大原理
• 长大条件：
A刚形成时均很细小，且不均匀，界面能越高， 界面越不稳定，在一定条件下，必然自发地向减 小晶界面积、降低界面能的方向发展。所以小晶 粒合并成大晶粒，弯曲晶界变成平直晶界是一种 自发过程。
(a)循环一次
(b)循环三次ຫໍສະໝຸດ 循环相变细化(a) 22μ
(b) 10μ
循环相变参数： 1000℃奥氏体化，加热速率70℃/sec
(a)循环一次,(b)循环三次
本章小结：
• 奥氏体的组织、结构、性能 • 奥氏体形成的热力学条件 • 奥氏体的形核、晶核长大机制 • 奥氏体等温形成的动力学 • 钢在连续加热时珠光体到奥氏体的转变 • 奥氏体晶粒长大及其控制 重点内容：奥氏体的形核、晶核长大
动力减小。当晶粒长大动力和第二相弥散析出粒子的阻力相 平衡时，奥氏体晶粒停止长大，即奥氏体晶粒长大到一定程 度后就不再长大。 • 奥氏体晶粒平均极限半径取决于第二相沉淀析出粒子的半径 和单位体积中的数目。
• 第二相粒子的存在起到细化 晶粒的作用。
• 为了获得细小的奥氏体晶粒， 必须保证钢中含有足够的第 二相难溶粒子。
组织遗传
硝酸酒精腐蚀：板条状马氏体 苦味酸腐蚀：原奥氏体晶界 低碳合金钢
组织遗传现象消除措施 ——两次等温处理
（a）
（b）
等温处理工艺：900℃×30min奥氏体化+600℃×40min
（a）一次等温处理, （b） 2次等温处理
循环相变细化
(a) 26μ
(b) 19μ
循环相变参数： 1000℃奥氏体化，加热速率70℃/sec
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1.组织的影响 奥氏体晶粒越小，转变后的组织越小。 2.性能的影响 细小的晶粒，其强度、塑性与韧性都较高， 反之，粗大的奥氏体晶粒，冷却后仍获得粗晶 粒组织，是钢的力学性能降低。
获得细小而均匀的奥氏体晶粒是 保证热处理产品质量的关键！
影响奥氏体晶粒长大的因素
1.加热温度 加热温度愈高，晶粒长大速度越快，奥氏体 晶粒也越粗大，热处理时必须规定合适的加热 温度范围。 2.保温时间 随保温时间的延长，晶粒不断长大，但随保 温时间的延长，晶粒长大速度越来越慢，且不 会无限制地长5.含碳量的影响(有临界值) 随着奥氏体含碳量的增加，Fe、C原子的扩散 速度增大，奥氏体晶粒长大的倾向增加。 当超过奥氏体饱和碳浓度以后，由于出现了
残余渗碳体，产生机械阻碍作用，使晶粒长大
倾向减小。
影响奥氏体晶粒长大的因素
3.加热速度 加热速度越快，奥氏体化的实际温度愈高，奥氏体 的形核率大于长大速度，获得细小的起始晶粒。生产 中常用快速加热和短时保温的方法来细化晶粒。
4.冶炼和脱氧条件 冶炼时用铝脱氧，或加入Nb、Zr、V、Ti等强碳化 物形成元素，形成难溶的碳化物颗粒,阻止奥氏体晶粒 长大，在一定温度下晶粒不易长大。