珠光体向奥氏体转变的机制解析

钢的退火、正火、淬火等热处理，都需将其加热到奥氏体转变区的温度，即完成所谓的奥氏体化过程。

图3-26所示为w（C）=0.8%共析钢的加热珠光体-奥氏体转变过程。在钢被逐步加热到Ac₁温度的过程中，部分渗碳体按极限溶解度线PQ（图3-26a）溶入铁素体。当温度高于Ac₁（如达到t₁时），铁素体局部区域的碳含量增加（图3-26a中的d点）。此区域的铁素体不稳定、便转变成在此温度下稳定的奥氏体。自图3-26a可知，在稍高于Ac₁温度，在铁素体和渗碳体边界处靠渗碳体供碳，形成具有奥氏体晶格的原子排列起伏，即临界尺寸的奥氏体晶核。一些研究者认为，α-γ重构的机制在有共格边界时是切变型的。碳从Fe₃C向按切变机制形成的层状奥氏体扩散，并使奥氏体晶粒长大。当晶粒长大时，α-γ晶格的共格性被破坏。切变机制被正常长大机制所代替，奥氏体晶粒变成等轴形貌。

铁素体和渗碳体消失后，形成奥氏体晶粒的边界也随之消失。此时只有奥氏体晶粒的长大，而无新晶粒的产生。新产生的奥氏体晶粒内的碳含量是不均匀的。在靠近原渗碳体区（图3-26a中的b点）的碳含量比靠近原铁素体区（图3-26a中的e点）的高。在此浓度梯度影响下，发生奥氏体中碳原子从原渗碳体区向铁素体区的扩散。所以奥氏体晶粒区的扩大是由于α-γ的多晶形转变和碳原子扩散的结果。在转变过程中，奥氏体区的扩大比渗碳体溶解快。因此，在完成α-γ转变后，在钢的奥氏体组织中尚存在一定量的渗碳体（见图3-27中的第三图）。为使其充分溶于奥氏体，还需要延长等温保持时间。最后按上述转变结果所形成的奥氏体在化学成分上是不均匀的，为使其达到均匀化，尚需更多的保持时间（见图3-26b）。(https://www.xing528.com)

图3-28 所示为w（C）=0.8%钢、w（C）=0.45%钢和w（C）=1.2%钢的等温奥氏体化过程中的组织转变。