奥氏体晶粒度的影响与控制

可以用奥氏体晶粒直径或单位面积中奥氏体晶粒数目来表示奥氏体晶粒大小。为了方便起见，实际生产上习惯用奥氏体晶粒度来表示奥氏体晶粒大小。对于钢来说，如不特别指明，奥氏体晶粒度一般是指奥氏体化后的奥氏体实际晶粒大小。奥氏体晶粒度通常分为8级标准评定，l级最粗，8级最细，超过8级以上者称为超细晶粒。奥氏体晶粒度级别N与奥氏体晶粒大小的关系为

式中，n为放大100倍的视野中每平方英寸（6.45cm2）所含的平均奥氏体晶粒数目。奥氏体晶粒越细小，n就越大，N也就越大。表13-3是奥氏体晶粒度级别与其他各种表示方法的对照表。

表13-3　晶粒度级别对照表

奥氏体晶粒度有3种：

（1）起始晶粒度。在临界温度以上，奥氏体形成刚刚完成，其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小。

（2）实际晶粒度。在某一加热条件下所得到的实际奥氏体晶粒大小。(www.xing528.com)

（3）本质晶粒度。根据标准试验方法，在930±10℃保温足够时间（3～8h）后测得的奥氏体晶粒大小。经上述试验，奥氏体晶粒度在5～8级者称为本质细晶粒钢，而奥氏体晶粒度在1～4级者称为本质粗晶粒钢。

本质晶粒度只是表示钢在一定条件下奥氏体晶粒长大的倾向性，与实际晶粒度不尽相同。例如，对于本质细晶粒钢，当加热温度超过950～1 000℃时也可能得到十分粗大的实际晶粒。而对于本质粗晶粒钢，当加热温度略高于临界点时也可能得到比较细小的奥氏体晶粒。但在一般情况下，本质细晶粒钢热处理后获得的实际晶粒往往是细小的。图13-11示出了这两种钢的奥氏体晶粒随加热温度升高而长大的情况。可见，本质细晶粒钢在930～950℃以下加热时，奥氏体晶粒的长大倾向很小，所以其加热温度范围较宽，生产上易于掌握。这种钢可在930℃高温下渗碳后直接淬火，而不至引起奥氏体晶粒粗大。但是，对于本质粗晶粒钢，必须严格控制加热温度，以防止过热而引起奥氏体晶粒粗大。

图13-11　加热温度对奥氏体晶粒大小的影响

奥氏体起始晶粒的大小，决定于奥氏体的形核率I和长大速度G。单位面积内的奥氏体晶粒数目n与I和G之间的关系可用下式表示：

式中，K为系数。可见，I/G值越大，则n就越大，奥氏体晶粒就越细小。这说明增大形核率I或降低长大速度G是获得细小奥氏体晶粒的重要途径。

奥氏体实际晶粒度取决于钢材的本质晶粒度和实际加热条件。通常，在一般的加热速度下，加热温度越高，保温时间越长，最后得到的奥氏体实际晶粒就越粗大。