因?yàn)椴讳P鋼厚壁管貝氏體的轉(zhuǎn)變是鐵原子非擴(kuò)散同態(tài)轉(zhuǎn)變和碳原子擴(kuò)散及碳化物析出兩個(gè)基本過程的結(jié)合。隨著相變溫度的降低,相變自由能差的增大會促進(jìn)相變的發(fā)生,但隨著相變溫度的降低,碳原子的擴(kuò)散速率會減慢。因此,貝氏體的相變速度受兩個(gè)因素控制:相變自由能差和碳的擴(kuò)散速度。
第二章討論了不銹鋼管貝氏體曲線和連續(xù)過渡曲線的類型。這里,僅貝氏體變換動力學(xué)的特征描述如下:
1)在溫變換的初始階段,貝氏體的形成速度很小,然后迅速增加,在貝氏體變換的一定范圍內(nèi),趨于一個(gè)固定值,然后逐漸減小。
2)溫改造可以完成許多不銹鋼厚壁管品種,不銹鋼U型管如碳鋼、低碳和中碳錳鋼、中碳硅錳鋼等。但是,中和溫對許多鋼種的改造不能進(jìn)行到底,即相變發(fā)展到一定程度后會自動停止,導(dǎo)致相變的自控現(xiàn)象。此時(shí),一些奧氏的身體將保持不變。目前,對這一現(xiàn)象沒有令人滿意的解釋,但在制定過程程序時(shí)必須考慮到這一點(diǎn)。不同鋼種的自控現(xiàn)象反映不同。有些鋼種在整個(gè)溫相變區(qū)具有相變自控能力,如30號鋼。有些鋼只出現(xiàn)在溫度較高的恒溫,如中碳鉻鋼(0.54%碳,3%鉻)等。還有一些僅在溫,顯示,如0.8%碳,1.0%錳鋼等。當(dāng)它們在低溫度實(shí)施時(shí)。
3)不銹鋼厚壁管貝氏體的最大相變與奧氏體的狀態(tài)有關(guān)。增加奧氏的體溫度將增加其合金元素含量,導(dǎo)致貝氏體轉(zhuǎn)變量減少,即殘余奧氏質(zhì)量增加。例如,當(dāng)Cr12鋼在1000加熱時(shí),貝氏體轉(zhuǎn)變量僅為70-80%,而W18Cr4V1在1290加熱后約為70%。
4)厚壁不銹鋼的管貝氏體鐵素體沿縱向和橫向生長,主要是縱向。上貝氏體鐵素體的生長速度主要由奧氏前沿碳原子的擴(kuò)散速度決定。然而,低貝氏體轉(zhuǎn)變主要由鐵素體中碳化物沉淀的速率決定。不銹鋼換熱器管實(shí)驗(yàn)測得的上貝氏體相變活化能約為30000千卡/克原子,與奧氏中的碳擴(kuò)散活化能相似。下貝氏體相變活化能約為13000千卡/克原子,與中鐵素體中碳的擴(kuò)散活化能相近。貝氏體鐵素體的生長速率遠(yuǎn)小于馬氏體。在550 ~ 230范圍內(nèi),共析鋼中貝氏體的縱向生長速率約為10-2 ~ 10-4 mm/s,共析鋼中馬氏體的相變速率約為700 ~ 800 m/s,其生長受碳原子擴(kuò)散的限制。
5)根據(jù)珠光體相變C曲線和貝氏體相變C曲線的相對位置,可以粗略估計(jì)出不銹鋼厚壁管中中獲得貝氏體組織的條件。如果珠光體轉(zhuǎn)變C曲線明顯向右移動,而貝氏體C曲線向左或向右移動很少,則有可能在連續(xù)冷卻條件下獲得貝氏體組織。它們相距越遠(yuǎn),厚壁不銹鋼管的貝氏體淬透性就越大。
此外,某些厚壁不銹鋼管在溫地區(qū)具有混合相變特征。這是因?yàn)閵W氏向珠光體轉(zhuǎn)變的溫度范圍和向貝氏體轉(zhuǎn)變的溫度范圍部分重疊。這樣,在溫度范圍內(nèi)的較低溫度進(jìn)行溫停止,首先形成貝氏體的一部分,然后產(chǎn)生珠光體;然而,如果溫停止在溫度范圍內(nèi)的較高溫度,則可以首先形成一部分珠光組織,然后可以發(fā)生貝氏體相變以形成混合組織。
盡管不銹鋼厚壁管貝氏體,相變過程的研究取得了很大進(jìn)展,但還不夠,尤其是相變機(jī)理問題需要進(jìn)一步探討。此外,對顆粒貝氏體形成過程的研究還不成熟。