奥氏体形核位置及规律分析

观察表明，奥氏体的形核位置通常在铁素体和渗碳体的两相界面上。此外，珠光体领域的边界以及铁素体嵌镶块边界都可以成为奥氏体的形核地点。奥氏体的形成是不均匀形核，符合固态相变的一般规律。

一般认为，奥氏体在铁素体和渗碳体的交界面上形核。这是由于铁素体含碳量极低（质量分数在0.02％以下），而渗碳体的含碳量又很高（w_C＝6.67％），奥氏体的含碳量介于两者之间，在相界面上碳原子有吸附，含量较高，界面扩散速度又较快，容易形成较大的浓度涨落，使相界面某一微区达到形成奥氏体晶核所需的含碳量；此外，在界面上能量也较高，容易造成能量涨落，以便满足形核功的需求；另外，在两相界面处原子排列不规则，容易满足结构涨落的要求。这三个涨落在相界面处的优势，导致奥氏体晶核最容易在此处形成。

图3-4a所示为T8钢加热时，奥氏体在相界面上形成的扫描电镜照片^[4]；图3-4b所示为粒状珠光体加热时，奥氏体在碳化物与铁素体相界面上形核的照片^[5]；图3-4c所示为Fe-2.6％Cr-0.96％C合金加热到800℃保温20s，奥氏体形核的透射电镜照片^[6]。可见，奥氏体晶核在渗碳体和铁素体的相界面上形成。

图3-4 奥氏体的形核地点

a）奥氏体在相界面上形成（SEM） b）奥氏体在渗碳体周边形核（OM） c）奥氏体在铁素体和渗碳体的界面上形核（TEM）

图3-5所示为奥氏体在原始奥氏体晶界上形核，并形成许多细小的奥氏体晶粒。原始奥氏体晶界处富集较多的碳原子和其他元素的原子，会给奥氏体形核提供有利条件，奥氏体晶核也可以在原粗大的奥氏体晶界上（原始奥氏体晶界）形核并且长大。(www.xing528.com)

如图3-6所示，奥氏体还可以在珠光体领域的边界上形核，图中的符号M1、M2表示奥氏体在冷却时转变为马氏体组织。

原始组织为粒状珠光体时，加热时奥氏体在渗碳体颗粒与铁素体相界面上形核。将具有粒状珠光体组织的Fe-1.4％C合金加热到770℃等温150s后，立即在冰盐水中激冷，抛光并浸蚀后，在扫描电镜下观察，发现在碳化物颗粒与铁素体的相界面上形成奥氏体，奥氏体在激冷过程中由于其稳定性差，未能避开珠光体转变的鼻温，而转变为极细的托氏体组织，如图3-7所示。

总之，奥氏体的形核是扩散型相变，可以在渗碳体与铁素体的相界面上形核，也可以在珠光体领域的交界面上形核，还可以在原奥氏体晶界上形核。这些界面易于满足形核的能量、结构和浓度三个涨落条件。

图3-7 奥氏体在粒状珠光体相界面上形核，冷却时转变为托氏体（SEM）

新形成的奥氏体晶核与母相之间存在位向关系。Law认为，在铁素体与铁素体边界上形成的奥氏体与其一侧的铁素体保持K-S关系，而与另一侧的铁素体没有位向关系[7]，即｛111｝_A//｛011｝_α、＜110＞A//＜111＞α。