钢的高温相变原位观察

1、图1 第一个18NiCrWA钢试样表面板条马氏体形成时的浮凸照片（×200，明场）从图1这组照片不仅可见到18NiCrWA钢试样的奥氏体在连续冷却时转变为板条马氏体组织的整个过程，而且还可观察到许多有趣的现象。其一，板条马氏体形核地点有几种情况，一种是沿退火孪晶或沿奥氏体晶界角隅处首先形成马氏体板条(如照片(b)的1处、(c)、(d)的2, 4处);第二种是以已形成的板条为起点，并以一定角度(60°或120°等)向奥氏体晶粒内部形成又一个板条马氏体；(c)照片3处是在残留的晶界处形核，但后续照片表明它和第二种应属于同一类型。而板条束的形成似乎也有两种:一种是以先形

2、成的板条为基准逐步形成彼此平行的板条而构成板条束(如该组照片的1, 2, 3, 4等处皆是这样);另一种是相同晶粒内部先形成的板条可触发产生另一方向(以60°或120°角)的板条马氏体，类似编制六方“篮框式”的马氏体板条束(参见该组照片4处。马氏体的长大速度都很高，一般看不到它的长大过程，就像蹦出来一样。但是，板条马氏体的长大过程是能观察到的。仔细分析图1头几张照片可知，从浮凸的形态可看出板条的纵向比侧向的一长大速率快得多;其次，刚形成的板条马氏体的两端比较尖细，中间较粗，它沿孪晶界或奥氏体晶界伸展速度较快，同时两侧增厚，其速率却慢得多，故呈板条状。如采用快速摄影机可拍成电

3、视片，则可看得更清晰和生动。观察表明，18NiCrWA钢试样表面上形成的板条马氏体的增加主要是依靠变温时一批批马氏体的增加，而不是靠马氏体板条的长大。其次，从图1照片(a)可看出，由于试样高温加热时间比较长，奥氏体晶粒虽然是混晶状态，但粗大晶粒相当多，晶界比较平直，晶界夹角逐渐接近120°。另一方面，板条马氏体在角隅处或沿奥氏体晶界首先形成，从而逐步改变了原奥氏体晶界的形状;在晶界处形成的板条边界处又以60°角向晶粒内部形成板条马氏体(由于板条马氏体(束)受到惯习面(111)，及位向关系应遵循的规律的影响，而彼此构成60°、90°及120°角，

4、从而将原来大小、形状各异的奥氏体晶粒形态变成了有上述的平面几何，如图1中(e)(l)所示。钢的高温金相学_钢的相变过程原位观察P151图2 第二个18CrNiWA钢试样表面板条马氏体形成时浮凸照片(×200，明场)图3 18CrNiWA钢试样表面板条马氏体的形成过程（×200）(奥氏体化温度1200、保温10 min后冷到850，再在炉中冷却，每隔10s记录一次试样的温度，同时选择性拍照)从图8-13系列照片(a)-(l)中还可以清晰地看出越过奥氏体晶界，即马氏体板条或束限制于每个奥氏体晶粒内部。其次，在许多奥氏体晶粒中出现正三角形、平行四边形或梯形等几何形貌，它和第二个试样的原位观察有较大区别，都与第一批试样所观察到的板条马氏体形成时的浮凸形貌基本相似。看来，如试样表面和奥氏体晶体的八面体111一致时，就容易产生正三角形的板条马氏体。(3)板条马氏体是否就是回火马氏体组织?由于低或中碳钢的Ms点较高(300)，在淬火冷却过程中，虽然冷却时间不长，但所得到的板条马氏体可发生部分分解的自回火现象，这样可降低钢的脆性，提高钢的韧性。但这种情况，它并不能简单地看做回火处理的组织，因为，它在250（或300）以下长时间回火过程中，板