0I:10.13374/i.is8m100103x.1957.00.00M 一26一 奥氏體的穩定化及其對熱處理的作用 徐祖耀 (金相及热虑理教研組) 一、緒論 斜内奥氏体棘变成后氏体时，所吴现的奥氏体对囀变的迟带现象，称为奥氏体的稳 定化。此时，奥氏体内並不一定发生化学成分的变化。典氏体的稳定化现象不仅研究 馬氏体博变中是-一项十分甭要的删图，而且对热处理小产中发生：着很大的作用。 引起奥氏体稳定化的网素很多，下廊將分别予以叙速。当铜在淬火时，由于冷却間 断，而使奥氏体在震箱治却时对樽变为焉氏体皇稳定象；或出于緩慢冶却，使殘余奥 氏体的数量增加。保管这雨种原因的本氧是同的，们是为了前单挑加以分别心見，称 前者为恒温的稳定化，后者为速被冷却中的稳定化。 M.M.BHrees[1)很早发现，淬火后的鋼，在宝温停留将强烈地影响着推精冶却到 雾下温度时奥氏体的博变，如图1所示。 董岸 A,n.rynacs,n.n.neTpocaH, 360 停留30分 M.Cohen以及其他諸人〔2-i4)都 停日0查夜 停留 倍分别研究过不同钢种内奥氏体的稳定 3班夜 200 化现象。Cohen以多余的奥氏体最(d) 来表示其稳定作用的程度，如图2：图 3所示〔7)。leTpoCaH以停留温度和 弑槭冷却后奥氏体重新开始轉变为周氏 +70+50+0+0 0-50-700-150c 度 体的温度(M',)之阀的滢别6（即图2 图1 格火后都窀温停留对脸被 丙的T。一M',其中T。为停留温度)来 冷却时奥氏体轉变的影响。 表示其稳定作用的程度。〔3〕为测得整个的稳定量，描量的温度(T)必须低于M'。们 如T,很低时，在某些鋼内，8量又复减少，至完个取消其稳定敞〔5)〔13)[14]。 「yn阿eB对觎内开始稳定化的温度，标为M。[15)(图3中的口：)。 实驗証明，奥氏体稳定化的程度，因所停留温度的增高利时閻的增长加大；温度 熟高，稳定化的速度盘大，停留时間意長，被稳定的奥氏体量称大〔4〕〔12)〔1)。 但是，在馬氏体轉变范闲内停留，可能同时引起与稳定化和反的作用一一等温周氏体的 形成〔3〕[16一20)，如6.·.「)cHHH[18】对x18架的实驗，在M点(5°)附近 (25°)停留，其停留时阳酸長，当機被冷却至雾下后，其殘余奥氏体量愈少：如停留 1小时40分减少了3%，停留8天后，浅少了16%。当停留温度超过某-一限度时，將促 使奥氏体博变为馬氏体，如高速翎火附奥氏休的院化作用〔21)和高鉻鋼内奥氏体的 催化作用〔13)
奥 氏 艘 的 稳 定 化 及 其 封 热 魔 理 的 作 用 徐 祖 耀 金相 及热 皮 理教研组 ( ) 一 、 褚 骗 绷 内奥氏 体棘 变成 玛氏 体时 , 所旱现 的奥氏 体对 棘变 的迟滞现象 , 称 为奥氏 体的稳 定化 。 此时 , 奥氏 体 内韭不 一 定发生 化学 成 分的 变 化 。 奥氏 体 的稳定化现 象不仅 在研 究 禹氏体搏变 中是一项 、 ! 一 分重要的 阴题 , iflr 且 对 一 热处理生 产 中发 梦着很 大的 作用 。 引 起奥氏 体稳 定化 的 因素很 多 , 一 下血将分别 予以叙述 。 当铜 在淬 火 时 , 由于 冷却简 断 , 而使 奥氏 体在撇植冷却 时对棘变 为揭 氏体 早稳定现 象; 或 由于援慢冷却 , 使残余 奥 氏 体的 数量增 加 。 俘 管这雨 种原 因 的本 衡是川 同 的 , 但是 为 了简军 地加 以分别 起兑 , 称 前者为恒温的稳定 化 , 后者为速箱 冷却中 的稳定 化 。 M . M . B 二 e e 。 〔习 很早 发现 , 趣淬 火 后的 铜 , 在室温停留将 强烈 地影响 着撇擅 冷却到 零 下温度时 奥氏体 的棘变 , 如 图 工 所示 。 A , fl . r y ” 只e B , 日 . n . fl e T p o c 只 H , M . C 0 h en 以 及 其他锗人 〔 2 一 14 〕 都 曹分别研究过不 同 铜种 内奥氏 体的稳定 化现象 。 C o h en 以 多余的奥氏体 量 (的 来表 示其稳 定作 用的程度 , 如 图 2 及 图 3 所 示 〔 7 〕 。 日 e T p o e , H 以 停留温度不「I 撇箱 冷却后 奥氏 体 重新开 始搏变 为 禹氏 体 的温度 ( M, , )之 简 的差别 0 (即 图 2 内的 T 。 一 M ` , , 其 中T 。 为停 留温度 ) 来 ~ , ~ 到军二兰三支弓睦三 ~ ` “ 刀 气牙拜七牙乏 { / 找 一 添扮抓 / / 厂飞万下 / / L , 图 l 表 示其稳 定作 用的程 度 。 〔 3 〕 为i期得整个 的稳定 糙 , . 庄 淬火 后铜舰 室温停 留对检植 冷却 时奥氏体蝉变 的影响 。 测 量的温度 ( T , )必 填低于 M ` . 但 如 T , 很低 时 , 在某 些细 内 , 占 最又复诚 少 , 井至完个取消其稳 定 _ 鼠 〔5〕 〔1 3 〕 〔14 〕 。 r y筋eB 对铜 内 开始稳 定化 的温 度 , 标 为M 。 〔] 5 〕 (图 3 中的 。 , ) 。 实瑜征明 , 奥氏 体稳定 化的程 度 , 因所 停留温 度 的增高和 时周 的增长 而 加 大; 温度 愈高 , 稳 定化的 速度 愈大 , 停留时 简愈提 , 被稳定 的奥氏 体量愈大 〔 4 〕〔1 2 〕〔i 幻 。 但是 , 在璐氏 体禅变 范 g1I 内停留 , 可能 同 时引 起与稳定化 相 反 的 作用 — 等温 泻氏 体的 形成 〔 3 〕 〔1 6一 2 0 〕 , 如 B . 几 . F 〕c 曰 。 。 H 〔1 8 〕 对 x i s 铜 的实敏 , 在 M点 ( 3 5 0 ) 附近 ( 25 “ ) 停留 , 其停留时 周愈是 , 当微擅 冷却至零下 后 , 其建余奥氏体 量愈 少 ; 如停留 1 小 时4 0分减少 了 3 % , 停留 8 天后 , 诚少 了招% 。 当 停留温度超 过某一限 度时 , 将促 使奥氏 体 博变 为禹氏 体 , 如 高速铜 回 火 时奥氏 体 的催化 作 用 〔2 1 〕 和高茹剑内奥氏 体 的 催化 作用 〔1 3 〕 。 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1957. 00. 004
一27 1%c.sxcr T=℉ -WdT ,30F 50 6混球以邳T 个室品 H3 00 601602020 海度℉ 图2.含有1.1%C,1.5%C,解在迹辙和中断治却时 的禺氏体博变曲線(W,J,Harris和M,Cohen) 而80·而2030 图3·不同温度的停留对奥氏体稳定量的关系 Harris和Cohen[4〕对碳钢收低合金钢，Das Gupta和Lement[I3)对高第彌， B.A.CaROBCKHE和了.H,Eora4a〔22】对高第鋼、镍猛钢、築第架以及T9eB〔15) 对各种碳鋼的实验，发现在M点以上，当沒有馬氏体存在时沒有稳定化现象。但是， E.P.Klier和A.R.Troiano〔11)对各种鉻镧的阡究，发现即使在M点以上，当沒有 馬氏体存在时也存在着恒温的稳定化现象。L.Lyman和A.R.Troiano〔2)对第罪， 最近K.A.Ma世eB等〔24]对第的酐究，以及作米等「25)最近对9XC骤的实验都 显示了在M点以上具有奥氏体的恒温稳定化。即使在T,一Mo合金中也发现M点以上 的恒温稳定化现象[26)
一 7 一 2 ! { , . }% ` , .l j 万 乙 r 掀 返 }” 二 , , , . F 、 丈 澳. . . \ J 万 .IJ O,乍 、 、 、 、 处 公几 ’ , 御 下 】 戍 卜娜 火 而 司 乡 , ,F . \ ! { \ 州、白 . 里 知 \ 口 : 。 入 含肆“% 0 和 即 : 幼 ! 布0 2 . 0 蜘 舞 度 “ 下 图 2 . 含 有 1 . 1 % C , 1 . 5 % C , 剔 在 莲 擅 和 中 断 冷 却 时 的 思 氏 体 棘 变 曲 腺 ( W . J . H a r r i , 和 M . C ho en ) 1 1 ! 1 t 7 1 ! } 1 1 1 1 I 一 , - : ’ 一 , , 黝 , 磕 挤 共- J 沪 f . ) 套 卜 1 . 害 一 } } , 舀 图 3 . 不 同 温 度 的 停 留 对 奥 氏 体 稳 定 最 的 关 系 H a r r i s 和 C o h en 〔 4 〕 对 碳 剔 及 低 合 金 细 , D a s G u p t a 不{I L 柳 en t 〔 1 3 〕 铸 于高 路 绷 , B . 月 . e a 八。 。 e K 戚 不「 1 r . H . B o r a 、 。 B a 〔 2 2 〕 对 高 鹅 铜 、 镍 锰 铜 、 媒 璐 却 以 及 r 圣: , e 。 〔 1 5 〕 对 各 种 碳 铜 的 实 翻 , 发 现 在 M 点 以 上 , 当 浚 有 揭 氏 体 存 在 时 浪 有 稳 定 化 现 象 。 担 是 , E . P . K I i e r 和 A . R . T or i a n o 〔 1 约 对 各 种 路 铜 的 研 毙 , 发 邓 即 使 在 M 点 以 上 , 当 没 有 思 氏 体 存 在 时 也 存 在 着 恒 温 的 稳 定 化 现 象 。 L . L y m a n 和 A . R . T or i an o 〔2 幻 对 戮 翻 , 最 近 K . A . M a 。 。 。 e 。 等 〔 2 4 〕 对 璐 铜 的 研 先 , 以 及 作 老 等 呛 匀 录 近 对 g x C 细 的 实 场 都 显 示 了 在 M 点 以 上 具 有 奥 氏 体 的 恒 温 稳 定 化 。 即 使 在 T 一 M O 香 金 中 也 发 现 M 点 以 上 的 恒 温 稳 定 化 现 象 〔 2 6 〕
一.28一 很早以前，C.C.山re6err等2T)〔8]发现了翔在馬氏体脚变范例丙的冷却速度 影响殘余奥氏体的数量。Morgan和柯俊[1)对1.1%C皮05%Ni钢的f究指， 在M点以上的冶却逑度影响M点的湿度，冷却速度愈小，M点降低您多，皇此了逃被治 却的稳定化现象非？。 在M点以上，当奥氏体已鑼部分分解时，也说响奥氏体的稳定性。山T©H6©！r〔8〕 以及Cohen箭[29、0]平期指出，高浊鋼丙石氏体（具茵体）的形成使馬氏体点降低 並促使奥氏体的稳定化。而T.Iman和lA,R.Troiano[1]则指出，鉻锅中珠光体的 形成，使M点升高。 Harris和Cohen(3)指出，稳定的奥氏体量与(M。T。)成谊線关系，Mc又 决定于M温度： d=K(M。-T.) M。=0.57M-26°F 可見，他們熙为除非M点低于I5.6°C时，M。都在M点以下。yneB对各种腴第的 M.测定〔15)，可以大致列成如下的值镲方程式： M。=1.43(M-110) 其中表示了，M。在任何情形下都在M点以下。既然很多文献已指出，在M点以上，当 沒有店氏体存在时，也具有奥氏体的稳定化现象：很明显的，M。的温度业不具有特殊 的意义，最也並不与(M。一Tn)成直腺关系。 很多实验证明，馬氏体的存在对奥氏体的稳定化有显著的作用，馬氏体的量酸大， 稳定的典氏体量也愈大〔4~一10〕[18]。但在高鉻期中，当很少馬氏体存在时，将促使馬 氏体的“破蹄形成”〔13)，如图4(250°及20°加热)所示。 当含有~一定量馬氏体时，再升至M点以上温度停留，其停留温度愈高，稳定化的速 度意大〔25)，在機冷却时，其稳定性：也意大；一谊到催化作用的出现〔13)〔38)。 当焉氏体吴可逆棒变附，当加热至超过可逆轉变 氏 点(T'。)不高再批镇冷却时，其M点校直接冷却时的 为低[24]、132一35]，可逆牌变次数意多，稳定程度就 艳 盘大，但当加热至很高温度时，稳定化现象可以去除 〔24)0 此外，范件形变对奥氏体也显示了稳定化作用 预先周氏体含量 图4頇先店氏体金景对加热及 〔35哭)辐的奥氏体品粒也发现能使奥氏体呈现稳 冷却后馬氏体形成的影响。 定化作用〔6)〔39)。关于这雨方面將另文群舱。 二、奥氏畿锯定化的理論 在馬氏体相变的研究中，奥氏体的稳定化见象无疑是主要的~一环。很多学著骨对奥 氏体的稳定化提出了自己的看法。柯俊〔12)，几POCBH:HH和I3HTHH〔17]以及Bopo6beB 〔40]等都臂总精过奥氏体稳定化的理喻，兹提出了各白的見解。从现在已有的资料来 看，还沒有一个理論可以解釋普逼的奥氏休稳定化羽象。很可能，每一种个金，在不同 条件下，会有不同的原因，巷至几个粽合的原因来促使其中奥氏体的稳定化。 蛀：速现章沒有獲得其重清性(Acta Met,1953.vol.1.376;466一467.)
一 · 28 一 很早以 前 , C . C . 山 r e n H 6 e r r 等 〔2 7 〕 〔2 8 〕 发 现 了铜在 焉氏 体 棘 变范 困内的冷却速度 影响晓余奥氏 体 的数量 。 M 、 g a n 和 柯俊 〔犯〕 对 工 . 1 % C 及 O一 5 % N i颤 的研究指 出 , 在M 点 以 上的 冷却速度影响 M 点 的温度 , 冷却速度愈 小 , M 点降低愈 冬 , 旱 现 丫莲 箱冷 却的稳 定化现 象 二补二 。 在 M 点以 上 , 当 奥氏 体 已 粳部分 分解 时 , 也影响奥氏 体 的稳定性 。 山 eT 湘6 e J 。 〔绍 〕 以 及 C o h e n 等 〔2 9 、 。切 早期 指 出 , 高速铜 内 一 石氏 体 ( 只茵体 ) 的 形 成使 玛 氏 体点 降低 韭促 使奥氏 体的稳 定 化 。 而 T . L 犯n a n 和 A . R . T or i a n 试 3 习 则指 出 , 路锅 中珠光 体 的 形 成 , 使 M 点升高 。 H a r r i s 不「1 C o h e n 〔 3 〕 指 出 , 稳 定的奥氏 体量与 ( M 。 一 T 。 ) 成查 粽 关系 , M e 又 决 定于 M温 度 : 占一 K ( M 。 一 T 。 ) M 。 一 0 . 5 7 M 一2 6 O F 可兑 , 他们甜为除非M 点低 于15 . 6 “ C 时 , M 。 都在 M 点 以下 。 卿加 e 。 对各种碳剔 的 M 。测 定 〔1 5 〕 , 可 以 大致列 成如 下 的直 腺 方程 式; M 。 = 1 . 4 3 ( M一 1 1 0 ) 其 中表 示 了 , M 。 在任何情 形 下都在 M 点以 下 。 既然 很 多文 献已 指 出 , 在 M 点以 上 , 当 没有璐氏 体存 在时 , 也具有奥氏体 的稳定化 现象; 很 明显的 , M 。 的温度 业 不具 有特 殊 的意义 , 占量也益 不与 ( M 。 一 T , ) 成i宣腺关 系 。 很 多实 脸靛 明 , 蔫 氏 体的存 在 对奥氏 体的稳定化 有显著的 作 用 , 焉 氏 体的量愈大 , 稳定 的奥氏 体量也愈大 〔4 ~ 1 0 〕 〔1 8 〕 。 但在高璐细 中 , 当 很少 噶氏体存在 时 , 牌促使 禹 氏 体的 “ 破碎形成 ” 〔1 3 〕 , 如 图 4 ( 2 5 0 0 及 2 0 0 加 热 ) 所 示 。 当 含有一 定量 嗯氏 体时 , 再升至 M 点以 上温 度停留 , 其停留温度愈 高 , 稳定化 的速 度愈大 〔2 5 〕 , 在楼箱 冷却时 , 其稳 定性也愈 大; 一遭 到催化 作 用 的出现 〔1 3 〕 〔3 8 〕 。 . ! 1 1 『 」 专 补碑 f , 覆先 j书氏 体含量 图 4 镇先 璐 氏 体含 最对加 热 及 当 噶氏 体呈 可逆 裤变 时 , 当 加热至超过可 逆搏变 点 ( T ,m ) 不 高再棍覆冷却时 , 其 M 点较渣 接冷却时 的 为低 〔2 4 〕 、 〕3 2一 3 5 〕 , 可 逆裤变次数愈 多 , 稳 定程 度就 愈大 , 但 当加 热至 很高温度时 , 稳 定化现 象可以去除 〔2 4 〕 0 此外 , 范 性形 变对 奥氏 体 也显示 了稳 定 化 作 用 〔3 5 一 3 8〕 扭的奥氏体 晶 粒也 爱现 能使 奥氏体早现稳 拍醉即心甘.6 。.- 思氏体形成% 冷却后踢 氏体 形成 的影响 。 定化 作 用 〔3 6 〕 〔器 〕 。 关于 这 雨方面牌 另 文群输 。 二 、 奥氏艘念定化的理篇 在 叮氏 体相 变 的研究 中 , 奥氏 体的稳定化 现象无疑是主耍 的一环 。 很 多学者曹对 奥 氏体 的稳 定化提出 了 自己 的 看法 。 柯俊 〔1 2 〕 , n p o e 。 。 : 。 。 和 3 。 : 。 。 〔1 7〕 以 及 B o p o 6 ` e a 〔4 田 等都曹总 桔过奥氏体稳定 化 的理谕 , 益提出 了各 自的兑解 。 从现在 已 有 的查料来 看 , 还没有 一 个理流 可 以解释普温 的奥氏 体稳定化 现象 。 很 可能 , 每一种 合 金 , 在不 同 条 件下 , 会有 不 同的 原 因 , 甚至 几个粽 合 的原 因来促使其 中奥氏 体的稳定化 。 柱 : 这 现象 没 有攫 得 其重 演性 ( A e t a M e t , 10 5 3 . v o l . i . 3 7 6 ; 4 6 6 一一 4 6 7 , )
-29- 当先有部分馬氏体存在时，奥氏体的稳定化，可能象多数学者所持的見解，是由于 周氏体形成时所产生应力的跏豫〔1)()〔44)。但是很显然，这个理胎不能那释在 M点以上的奥氏体的稳定化现象，也不能解釋隐定化的被消除。 无論有无喝氏体的产生，等温停留温度愈高，时間称八，将使稳定化程度愈加显 着。这-一事实使很多砾究者提H稳定化的过程和某些素的扩散过程有关，这些扩散过 程阻碍了馬氏体的开始或植形成，需要獲孙更大的能量才能进行馬氏体轉变。这种扩 散过程，包括脱原子在奥氏体点晚内的承街分布〔34]，脱原子铁原子的靠近(】〔17) 和碳原子进入位蜡中以及碳即網丙碳化物組成元素的成集州[12)〔88]。当然，在几乎 为純金属中的稳定化现象〔44)就不能以这些論点作为依据。 奥氏体的稳定化也可能道接和馬氏体的核心被滑除相速系。IpoceHpH〔17)提出 上逃的扩散过程可能破坯馬氏体的品核；等温馬氏体的形成也滑耗了馬氏体的晶核，並 鹅为周氏体的核鲠被破坏，不可能在低温时承新产生，因而发生馬氏体轉变的迟滞现 象。但是馬氏体轉变並不一定受晶核消耗所支配〔12]。 相硬化阻碍着馬氏体的轉变。因此，在含合金元素較高的铜内和受范性形变而皇稔 定化的，相硬化将是共部分原因。 三、等温淬火（辗變形淬火）中奥氏碧的摆定化 A.n.ynaen和A.Π，SenoBa〔41)以及O.A.Tennep和C.A.SpHK(42-43)骨分别以碳 鋼、合金工具纲及高速绷应用等温淬火来减少泸火的变形。这种等温淬火利一般为獲得 下石氏体的等温淬火不同，这种等温淬火是以稳定奥氏体为目的而作等温停留的，也称 为“无变形淬火”。 「ennep等将纲件在淬火中間，在M点附近停留以使奥氏体的稳定化。例如將9XC 鄉件在150一200°停留45-60分撤可使变形量接近另。將高速解在200一$00°停留 5一60分簿使复杂形状工具的变形，显若减少(2.5-3倍)。「yeB又提出在M点以下 保温，使周氏体的正方性减少来减少变形量。y9©B在躁郓无变形淬火中，提出以提 高淬火祖度来增加殘余奥氏体量，这显然有密于钥件的力学性貸〔3]。 「©nn©p所提出的等温淬火方法，在生产实践上所威到的困难，是等温时周过久。为 了加速奥氏体的稳定化，作光等提出了9XC蜗等温淬火和F18钢等温淬火〔25]的新工 艺：先淬火至M点以下，以得到-一部分馬氏体后再在高温作等祖停留，可以靠短饰温淬 火的时陶达3/4。 「yn咒©对膜霸的无变形淬火的方案之一：先淬火至175°(2-分敛)，然后升至 200°等温停留0分缄。他並未說明这个方案的理論根据。很可能是基于与上述的相同 纳理由。但是以平还可以将等温时間再为籍短，这方面的工作正在进行中。 四、高合金辋间火時奥氏整的课定化 O,A.Tennep和P.口.门WHHCKA9[45)以及B.门.「ycHH[I)对高逃彌及高鉻的 研究指出，回火前的室温停留和同火菲的低温回火將使回火后的余奥氏体量给加。冷 处理前的低温阿火减低冷处理的效果（如X18飘，1060°淬火后，不领回火，都冷处理
一 29 一 当先有 部分 焉氏体 存在 时 , 奥氏体 的稳定化 , 可能象 多数 学者所 持的兑解 , 是 由于 揭 氏 体形成 肘所 产生应 力的敬豫 〔 1 〕 〔8 〕 〔4 〕 。 但是很 显然 , 这 个理萧不 能解释在 M 点以 上的 奥氏 体的稳定化现 象 , 也不能 解释稳 定化 的被 悄除 。 无谕有无 泻氏 体的 产生 , 等温停留温 度愈 高 , 时周愈 久 , 将 使稳 定化程 度 愈 加 显 着 。 这 一事实使很 多研 究者提出稳 定化的过 程 和某 共 元素 的扩散过 程有 关 , 这 些扩 散过 程阻碍 了 嗯氏 体 的开 始或概箱形成 , 需要镬 得 更大的 能最 才能进行 焉氏 体棘变 。 这 种扩 散过程 , 包括碳 原子在奥氏 体点障 内的重新 分怖〔3 4 〕 , 碳旅 子 和敛原 子 的靠近〔幻 〔1 7 〕 和碳 原子进 入 位错 中以 及碳和 铜 内碳化 物祖成 元素的桔 成集 团 〔儿〕〔乙8〕 。 当然 , 在 几乎 为 碗金 属 中的稳定化 现象 ( 4们就 不 能以这些 谕点作 为 依据 。 奥氏 体的稳定化也可能道 接和玛 氏 体 的核 心被消除相 速 系 。 n p o cB 即朋 〔1 7 〕 提出 上述的扩散过程可 能破坯男氏 体的 晶核 ; 等温 .盯氏 体 的形 成也消耗 了 属氏 体的晶核 , 盆 豁为禺氏体 的核 既被破坏 , 不 可能 在低温 时重新产生 , 因而 发生玛 氏体斡变 的 迟 滞 现 象 。 但是篇 氏体棘变韭 不一定 受 晶核 消耗所 支 配〔12 〕 。 相硬 化阻 碍着思 氏 体的搏变 。 因此 , 在含合金元素较高 的铜 内和受 范性形 变 而呈稳 定 化的 , 相硬化将 是其部分原因 。 三 、 等温 淬火 ( 姗樊形淬火 ) 中奥氏公的摇定化 A . 日 刃y朋 e 。 和 A . n . B e : o 习 a 〔4 1 〕以 及幻 . A . r e n : e p 和 c . 几 . B p “ K 〔4 2 一 4 3 〕曹 分别 以碳 绷 、 合 金工具铜及 高速 铜应 用等温淬 火来减 少 淬火 的变形 。 返种 等温淬火 和 一般为 攫得 下石氏 体的 等温淬火不 同 , 这种等温 淬火 是以稳定奥氏 体为 目的而作 等温停留的 , 也称 为 “ 无变形淬 火 ” 。 几朋 eP 等然铜 件在 淬火 中尚 , 在 M 点附 近停留以 使奥氏 体的稳 定化 。 例如 竹 g x C 细件在1 6 0 卜 e ~ 2 0 “ 停留 45 一 60 分踵可使 变形 量接 近 于另 。 牌 高速瓤 在 2 0 一 3 0 “ 停留 5一 6 0分锁使 复杂形状工 具 的变形 量显著诚 少 ( 2 . 卜 3 倍) 。 r y朋 e 。 又 提出在 M 点以 下 保温 , 使 .嚼厌 体的正 方性减 少来喊 少变形量 。 r ) 朋 e 。 在碳锅 无变 形淬 火 中 , 提出以提 高 淬火温度 来增加夔余奥氏 体量 , 这显然有害 于铜 件的 力学性性 , 3 〕 。 er nIJ e p所提出的等温 淬火方法 , 在生产实跳土所感到 的 困 难 , 是等温 时尚过 久 。 为 了 加速奥氏体 的稳 定化 , 作者 等提出 了 9 x C 剔 等温淬火和 尸18 细等温淬 火 〔2 5 〕的新 工 艺: 先淬火 至 M 点以 下 , 以得到 一部分蔫氏 体后再在高温 作 等温 停留 , 可以输短等温 淬 火 的时 简达 3阵 。 行朋 e 。 对碳细的 无变形淬 火的方案 之一 : 先淬火至 1 75 。 ( 2 一 吕分撞 ) , 然 后升至 2 0 。 等温停留 吕O 分技 。 他兹未 靛明 这 个方案 的理 谕根 据 。 很 可能 是墓于与 土述 的相 同 的理 由 。 但是似乎还 可以 将等温 时 简再为精短 , 这 方面 的工 作正在 进行 中 。 四 、 高合金拥间火峙奥氏住的舞定化 幻 . A . r el ” p 和户 . 门 · 门 e 山“ “ ” R 〔4 5 〕 以 及 B . 贝 . r yc 目朋 H 〔拐〕 对高 速铜 及高路瓤的 研究指 出 , 回火 前的室温 停留 和 回 火 前的 低温 回 火将 使回 火 后的建余 奥氏 体量增 加 。 冷 处理前的低温 回火喊低冷 处理的效果 ( 如 x 18 铜 , 1 0 6 0 淬火 后 , 不 耗 回火 , 握 冷处理
-30— 后残余奥氏体量为17%，而怒过回火后，則殘余爽氏体量增至24%)。「ennep等魏战 以酿爐作为回火城，此空气城为优，前者加热迅速，不使有奥氏体的回火稳定现象。 P.Payson和J.L.K1ien〔46]对低鉻辋的研究，也指出东断氏体区域的回火不利于奥氏 体的轉变。 高速铜辍淬火后，在回火以前的案温停留不能超过3小时。怒24小时停留，在1 求回火后，将多有約4%的奥氏体皇稳定化（甯温刷测量）。 最近，柯俊等的实验证明，高速钢在回火汾却时的停留，也促使M'点的降低和殘 余奥氏体量的州州〔9]。当形加热到560°时，稳定化现象被取消。为避免工件回火而 改变尺寸，可以进行在回火冶却附的等湘停留。这样，此在回火时將奥氏体进行石氏体 轉变来减少变形的方案在时间上要箍短得多。 五、工件尺寸的锯定化 量具、和有些机部、尤共是高温使用的机器部件，常要求其尺寸的隐定性。工件尺 寸的稳定性由应力状态的去除，馬氏体的稳定化奥氏体的稳定化来达到。因此，奥氏 体的稳定化对工件尺寸的稳定的处理，起若承要的作用。由冷处理和最时期回火（时效） 来去除奥氏体及稳定奥氏体。 Cohen等[5,6)〔48、49】臂就鋼件尺寸的稳定化进行了-一系列的究；馬氏体都回 火时产生收输后，在室温停留将微被进行尺寸的收縮，而奥氏体都时效处弹后使在室温 时的轉变是稳定化。回火（时效）能使奥氏体完金稳定，淬火温度感高的，其回火温度 也应愈高。馬氏体的回火，並不影响奥氏体的稳定化。 可以利用等湿修留的湿度愈高，时間愈久对稳定化作用愈显著的原理来进行时效处 理。 对山Y一15纲，其淬火后殘余奥氏体量恋多，它就意不稳定。回火处理能使殘余奥 氏体呈稳定化，如在150°间火1.5小时，能使8%的奥氏体完全稳定。 作者留为，对不同钢类，选释一定的馬氏体含量（或强余奥氏体含量》和一定的回 火温度，可以在較短的处理时間丙，有效趣使奥氏体完杂超于稳定和镂得-一定的力学 性假。 六、冷趣理時奥氏缝的穩定化 A.门.「yne[2)及P.Gordon利和M,Cohen〔50)等最先研究了高速钢在霁下温度时 的相变。他們指出，冷处理前的室温修留导使爽氏体的恒温稳定化，如图5所示。后者艾 認为一183C停留的时間和雾下的冷却速度，对奥氏体的稳定化沒有影响。前已指出， 冷处理前的回火将促使冷处理时奥氏体的稳定化。 KyPAoMOB和MaKCHMoBa究了M点很低的钢，在零下的馬氏体轉变范倒内，快速 治却会抑阻馬氏体棹变〔51)。 根据Harris和Cohent的实驗[4]，在另下处理时，即使很快的冷却也不可避免地产 生奥氏体的稳定化。A.口.「y飞最近的酐究〔52]指出，当M点皎高时在另上温度时淬火 的冷却速度鬆大，所得的殘余奥氏体量意少而当M点被低时、在容下祖度的冷却速度
一 8o 一 后跳余奥氏 体最为 17 % , 而翘过 回火后 , 则残余奥氏 体量增 至 24 % ) 。 一 r “朋 e p 等建蔽 以嫂值作 为 回 火嵘 , 此 室气媲 为优 , 前者加热 迅 速 , 不 使 有奥氏体 的 回 火稳定现象 。 P . P ay s on 和 J . L . K il en 〔4创 对低路剔的研究 , 也指 出 在 踢氏 体 区域 的 回火不利 于 奥氏 体的 裨变 。 高 速铜趣淬火 后 , 在回 火以 前的 室温停留 不能超过 3 小 时 。 粳 2 4 小 时停留 后 , 在 1 次回 火后 , 将 多有 的 4 % 的 奥氏 体呈稳定化 (室温 时测 量 ) 。 最近 , 柯俊等 的实腕耗明 , 高速铜 在回 火 冷却时的 停留 , 也 促使 M ` 点的降低和珍 余奥氏 体量的堆 加〔吐9 〕 。 当再加热 到 56 0 。 时 , 稳定 化现象被取消 。 为避免 工件翘回火 而 改变 尺 寸 , 可以进行在回 火冷却时 的等温 停留 。 这样 , 此在 回火 时将 奥氏 体进行石 氏体 褥变来碱 少变 形的方 案在 时周 上要 精短得 多 。 五 、 工件尺寸的翻定化 量具 、 和有 些机部 、 尤其 是高 温使用 的机器部件 , 常要求 其尺寸 的稳定性 。 工件 尺 寸的稳定性 由 应力状 态 的去除 , 再 氏 体的稳 定 化 和 奥氏 体的稳 定化来达到 。 因此 , ` 奥氏 体的稳定 化对 工件尺寸 的稳定的 处理 , 起着 重要 的 作 用 。 由 冷处理 和畏 时期 回火 ( 时效) 来去 除奥氏体 及稳定奥氏体 。 C o he n 等〔5 、 田 ( 48 、 49 〕 曹就 剔件 尺寸 的稳定 化进行 了一系 列 的研究 ; 局氏 体握 回 火时 产生收精后 , 在室 温停留将概植进 行尺 寸 的收 精 , 而奥氏 体规 时效处 理后 使在室温 时的搏 变昙稳定化 。 回 火 ( 时效 ) 能 使奥氏 体完全稳定 , 淬 火温度 愈高 的 , 其回 火温度 也应愈高 。 脂 氏体 的 回 火 , 业 不影响奥氏体 的稳 定 化 。 可以 利用 等温停留 的温度愈 高 , 时 周愈 久 对稳 定化 作用愈 显著的 原理来进行 时效处 理 。 对山 X一 15 铜 , 其淬火后残余奥氏 体最 愈多 , 它就 愈不稳 定 。 回火 处理能使政余奥 氏 体呈稳定 化 , 如 在 1扔 “ 回火 1 . 5 小时 , 能 使 8 % 的 奥氏 体 完全稳定 。 - 作者豁为 , 对不 同 铜类 , 迭 释一 定的禹 氏 体含 髦 ( 或残余奥氏 体含量 ) 和一 定的 回 火温度 , 可以 在较短 的 处理时 简内 , 有效地 使奥氏 体 完全超 子稳定和 镬得一 定的 力学 性资 。 六 、 冷遨理畴奥氏住的摇定化 A . 日 . r yn 二 e 。 〔 2 〕及 P . G 0 r d o n 和 M . c ho e n 〔5切 等最 先研先 了高速铜在零 下温度时 的相 `变 。 他们指 出 , 冷处 理前 的室温停留导 使奥氏 体的恒温稳定化 , 如 图 5 所示 。 后者又 甜为一18 3 O C 停留的 时 周和 零下的 冷却速度 , 对奥氏 体的 稳定化 没有影响6 前已指 出 , 冷处理 前的 回火 将促使 冷处理时奥氏 体的稳定 化 。 yK P脚。 。 和 丫a 鱿 H M o aB 研 究 了 M 点很低的剑 , 在零 一 「的 岛氏 体搏变 范囤内 , 快速 冷却会抑阻 噶氏 体 棘变 〔51 〕 。 根据 H ar r i 。 和 C ho en 的实 尉〔 4 〕 , 在另 下处理 时 , 即使 很快的 冷却也 不可避觅地产 生奥氏 体的 稳定 化 。 A . n . F y IRJ 。 。 最 近的研究 〔52 〕指 出 , 当 M 点较高 时在另 上温度时淬火 的 冷却速度愈大 , 所得的残余奥氏体量愈少; 而 当 M 点校低 时 、 在零 下温度的 冷却速度
一31- 愈大，則所得的殘余奥氏体量念多，但加热至室祖后，奥氏体的屉减少。他以范性形 变引起馬化体轉变来解释这个象。这些都行待于機箱研究。 临 -10o 22 -200 一行克R 00 心★时终姑 -400L 候 al o 神 室造解幽时物 图5，室温停留对高速鋼冷却时囀变的影响。 参考文献 1.M.M.Surees,.Tpy yoa Bbl9.1937.轉录自〔17)40. 2.A.n.「yneB,MeTannypr,No.3.1939录月[15). 3.n.II.nerpocaH.AAH,CCCP.1948.T.59.No.6 4.W.T.Harris M.Cohen,Trans.AIME.1945,180,447. 5.G.S.Fletcher M.Cohen,Trans.ASM.1945,34,216. 6.G.S.F'letcher,B.L.Averbach M.Cohen,Trans.ASM.1948,40,703. 7.P.Grdon.M.Cohen &R.S.Rose,Trans.ASM.1944,33,441. 8.T.H.Hollomon,L.D.Jaffe D.C.Buffum,Jul.Appl.phys.1947. 18,780. 9.A.nT.rynsen n M.C.Yaanaesa,T.T.13.Bbl.2.1958. 10.r.H.Borayena B..CanoncKm,NAH,CCCP.No.4,1952. 11.E.P.Klion A.R.Troiano,Trans.AIME,1945,162,175. l2.E.R.Morgan&柯俊，Acta Metallurgia,1953.No.1. 13.S.C.Das Gupta B.S.Lement,Trans.AIME.1958.197,530. 14.9.P.PayanH,TepMHveckan O6pa6oTka XpoMHyecxen Crann.1955.Mawrn3,240 15.A.I.Tynnes.Tepsuneckaa 06pa6oTKa CranM,1953.MawrH3,121,137. 16.I.B.KypAMoB,Ipo6neMu MeTannoBeneHHA H DH3HKK MeTannoB,(MocKBa) 1952. 17.B.H.npocBHpHH K C.3HTHH,HaoTepMHHeckoe O6pasonaHHe MapTeHCHTa. MawrHa.1953
一 3 1 一 愈大 , lRJ 所得的晓余奥氏 体量愈 多 , 但粳加 热 至室温后 , 奥氏 体 的量诚少 。 他以 范性形 变引起玛化 体棘变 来解释这 个现象 。 这些都有待于楼摘研究 。 l 一! 户 、 \ 有 奄 告 千解 ` 、 、 、 、 、 ~ _ Z “ 州乡 ~ ~ % . . . . . 一 , 护, 户 , 门. . . 口、 . 曰} -一 一 一 一 双欣`` l , 厂 , , / 尸了 户 一 一 l 尸, , 尸尸尸 , . . . 口 . 目 曰口 . d . 、 , , 利玄丫 叮 以 ` , : 竺 , 、 咬州殊 `斌ù萦 图 5 . 室温停留对 高速铜冷却时棘变 的影响 。 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 . 8 . 18 , 7 8 0 . 9 . 10 . 1 1 . 1 2 . 1 3 . 14 . 1 5 . 1 6 , 1 9 6 2 . 1 7 . 参 考 文 献 M . M . B “ r e e B , Tp y 。“ y 中a o R bl 9 . 1 9 3 7 . 棘录 自 〔1 7〕 4 0 . A n . r y n ” e B , M e ,r 翻: y p r , N o . 3 . 1 9 3 9 裨录 自〔1 5 〕 . 日 . 日 . n e 丁 p o cR H . 月A H , C C C P . 1 9 48 . T . 5 9 . N o . 6 W . T . H a r r i s & M . C o h en , T ar n s . A I M E . 1 94 5 , 18 0 , 4 7 . G . 5 . F l e t e h e r & M . C o h en , T r a n s . A S M . 1 9刁5 , 3 4 , 2 1 6 . G . 5 . F l e t e h e r , B . L . A v e r ab e h & M . C o h en , T r an s . A S M . 1 9 4 8 ,刁n , 份03 . P . G r d on . M . C ho en & R . S . R o s e , T r a n s . A S M . 1 9 4 , 3 3 , 4 1 , T . H . H o l l om on , L . D , J a f f e & D . C . B u f f 帅 , J u l . A P I . p场 5 . 1 9 4 7 . A . 日 . 心朋 e 。 “ M . C . H a a 万a e o a , 米 T 小 . T . 1 3 . B bl . 2 . 1 9韶 . r . 日 . B o r a 甘 e 日 a H B . 几 . C a 八o s e R 叼` , 月A H , C C C 尸 . N o . 吐, 1 9 52 . E . P . K l i on & A . R . T r o i a n o , T r a n s . A I M E , 1 9 4 5 , 16 2 , 1 7 5 . E . R . M o r 攀n & 柯俊 , A e t a M e t a l l u r g i a , 19 5 3 . N o , 1 , 5 . C . D a s G u P t a & B S . L 助 e n t , T r a n s . A I M E . 1 9 53 . 19 7 , 5忿0 . 只 . p . p 盯 a “ H , T e r M H兮 e e R a 只 O 6p a 6 o 丁 k a X p o M H呵 e c K e盛 C 丁a n H 1 9 5 5 . M a uj r “ 3 , 2 4 u A . n . r y n 只 e 日 。 T e p M H n e e K a 只 O 6p a 6 o 丁 K a C T助 “ , 1 9 5 3 . M a 山 r “ 3 , 1 2 1 , 1 3 7 . r . B . K y p 双二 、 o 。 , n p o 6二 e , 。 M e : a n n o B e 几 e 。 。 , 中 , s 。 ` , M e : a n n o 。 , ( M o e ` 。 a ) B H . n p o e 日 H p “ 日 汗 C . 刀 . 3 H T H H , 州 3 0 丁 e p M , “ e c k o e 0 6 p a 3 o . a H“ e M a p T e Hc H乍 a . 材 a 坦 r H 3 、 1 9 6 3
一32- 18.B.II.TycwHHH,Merannonenerne o6pa6oTKa MeTannoB,1956.26-39. 19.T.H.Hollomon D.Turnball,Progress in Metal Physics.London, 1953,333. 20.S.A.Kulin G.R.Speich,Trans.AIME,1952,194,258. 21.M.Cohen&P.K.Koh(郭木坚)Trans.ASM.1939,271015-1051. 22.B..CanoacKHi H r.H.Soravena,TepMHneckas O6pa6oTKa MeTannoB,Mawrn3 1952,168-188. 23.L.Lyman A.R.Troiano,Trans.A.S.M.1946,37,402. 24.K.A.Manbnes,H.A.Bopo6HHa H B.A.MupMensurTeH,OH3uKa MeTannoB n Merannoecnemue,T.2.Bbl.2.1956.A.H.CCCP. 25,徐祖耀、周济源，北京鋼铁学院学报.第4期，34一41；4一44；1957. 26.D.J.De Lazaro,M.Hansen,R.E.Riley W.Rostoker,Trans AIME, 1952,194265. 27.C.C.LUITeAHGepr,C.C.HocbpeBa M..CTporaHona,1931,No.2一8.轉录月[40]. 28.C.C.LLTeH6epr n .303HH,MeTannypr,1939,14,No.3.56-64. 29.P.Gorden,M,Cohen R.S.Rose,Trans.ASM.1943,31,161. 30.P.Gorden M.Cohen,Trans.ASM.1942,30,569. 31.T.Lyman A.R.Troiano,Trans.AIME,1945,162,196. 32.r.B.KypAMoB H O.II.MaKCHMona,Cranb.1950.No.2. .M.TonoByHHep n IO.I.TanKnH,AH,CCCP.1953.No.1; 34.M.Cohen,Symposium phase Transformation in solids,1951. 35.O.T1.NaxcHMona A.H.HHKaHopoBa,Ipo6neMbl MeTannoBeneHR H DH3HKH MeTannoB,1955,123. 36.A.W.Mc-Reynolds,Jul.Appl.Phys,1949,20,896. 37.T.B.KypAIOMOB,O.n.MaKCHMoBa n T.B.TaryHoBa,Ipo6neMu MeTannosene- HMA H DH3HKH MetannoB,i951,135. 38.M.Cohen,E.Machlin V.Paranjpe Symposium Thermodynamics in Physccal Metallurgy,1950,242-270. 39.M.r.TamayKoB B.A.CanoBcx,AH CCCP,1954,XCVI,67. 40.B.T.Bopo6beB,TepMnyeckag O6pa6oTKa CTanH HpH TeMnepaType Hnke Hyng, 06 OPOHrH.3,1954. 41.A.TI.TyngeB A.11.BenoBa,BecTHHK MerannonpoMblwneHHOCTH No.1, 1938,轉录自〔15)261-266. 42.O.A.Tennep n C..SpHK,No.10.1953. 43.O.A.Tennep,CoBepmerrble MeTonu TepMHreckon O6pa6oTKn CTann,MawrH3, 1954,238-一251,195-228. 44.Charles S.Barrett,Trans.ASM.1948,40,724 (Sympoaium
一 3 2 一 1 8 . B . n r yC bl 日 H H , M e 丁a 朋 。 扫 e 城e H H e H o 6p a 6 o 丁 R a M e 丁 a n n o B , 1 9 5 6 , 2 6一3 9 ` 1 9 . T . H . H o l l o m o n & D . T u r n ab l l , P r og r e s s i n M e t a 1 P场 s i c s . L on d on , 1 9 6 3 , 3 3 3 . 2 0 . 5 . A . K u l i n & G . R . S p e i e h , T r a n s . A I M E , 19 能 , 1 9 4 , 2 5 8 . 2 1 . M . C o h e n & P . K . K o h ( 郭木坚 ) T r a n s . A S M . 1 9 3 9 , 2 7 1 0 1 5一 1 0 5 1 . 2 2 . B . 月 . C a 月o e e K “ 认 H r . H . B o r a 从 e B a , T e p M “ n o e R a 只 O 6p a 6 O T K a M e 丁 a 刀刀 o B , M a lj r ” 3 1 9能 , 1 6 8一1 8 8 . 2 著; . I J . I 」 y m a n & A . R . T r o i a n o , T r a n g . A . S . M . 1 9 4 6 , 盯 , 乙02 . 2 4 . K . A , M a 几b l山 e D , H . A . B o p o 6 “ 眨 H B . A . M “ P M e n b 山 T e 认H , 中 “ 3 “ R a M e 丁 a n n o B H M e r a n n O B c 月 e H“ e , 了 ’ . 2 . B 曰 . 2 . 1 9 5 6 . A . H . C C e P , 2 5 . 徐祖耀 、 周 济 源 , 北京铜裁学 院学报 . 第 4 期 , 涎一4 ;1 4 2 ~ es - 4 4 ; 19 57 . 2 6 . D . J . 1) e L a z a r o , M . H a n s en , R . E . R i l 即 & W . R o s t ok e r , T r a n s A I M E , 1 9貂 , 1 9 4 2 6 5 . 2 7 . C . C . UJ T e 盛H 6 e p r , c . C . H o c lb p e 日a H M . 中 . C 丁p o r a H o 习 a , N o . 1 0 . 1 9 5 3 . 4 3 . 10 . A . ’l e 刀 几 e p , C o B e p M e d d 曰 e M e T o 几 H T 即 M H r e e K o 盛 0 6p a 6 o 丁 R “ C 了a n ” , M a 山 r H 3 , 1 9 54 , 2 3 8 一 2 5 1 , 1 9 5一 2 2 3 . “ , C ha r l e , 5 . B a r r e t t , T r a n s . A S M , 1 9 4 5 , 4 0 , 7 2 4 ( 尉谕 ) S卿加。 i um
33 phase Transformation in Solids,1951. 45.O.A.Tennep P.I1.JIeuH-cKa,MerannoBenertue O6pa6oTKa MeTannoB, Mawrn3,1955,1,26-23. 46.P.Payson T.L.Klien,Trans.ASM,1943,31,218. 47.柯俊、陈莎丽，待发表 48.B.L.Averbach,M.Cohen S.G.Fletcher,Trans.ASM.1948,40, 728. 49.B.S.Lement,B.L.Averbach M.Cohen,Trans.ASM.1948. Reprint No.2 50.P.Gorden M.Cohen,Trans.ASM 1942,30,569. 51.T.B.KypRoMoB O.II.MaKCHMoBa,c6.Tpo6nem MeTannosenerHa K DH3nKH MeTannoB,Bun.2.1951. 52.A.Π.yn9eBHA.7.AKue4ea,KTΦ，251955,2,299-312
一 3 3 一 油a s e T a s r n f o 叮以 r i t o n i n S o i l d s , 1 9 5 1 . 4 5 , 10 . A . F e n 几 e p H P . n . -IJ e uJ H d c K a 只 , M e 丁 a 朋 o B e 皿e d H e “ 0 6p a 6 o 丁K a M e 丁 a 月n o s , M a 山’I H 3 , 1 9 5 5 , 1 , 2 6一 2 3 . 4 6 . P . P a y s o n & T . L . K I i en , T r a n $ . A S M , 19 4 3 , 3 1 , 2 1 8 . 4 7 . 柯俊 、 陈 萝摘 , 待发 表 连8 . B . L . A v e r ba e h , M . C o h e n & 5 . G . F l e t e h e r , T r a n s . A S M . 1 94 8 , 4 0 , 72 8 . 49 . B . 5 . L em en t , B . L . A v e r ba e h & M . C o h e n , T r a n s . A S M . 1 9 48 . R e P r i n t N o . 2 印 . P . G o r d en & M . C ho en , T r a n s . A S M 19 刁2 , 3 0 , 5 6 9 . 5 1 . r . B . K y p 双幻 M o B “ 0 . n . M a K e H M o B a , c 6 . n p O 6月 e M 曰 M e T an n o 日 e 只e d H只 H 中 H 3 H k “ M e T即 n 0 B , D H n . 2 . 1 9 5 1 . 52 . A . n . r y n 只 e 旧 H A . n . A K山 e d 呵 e B a , 米T 中 . 2 5 1 9 5 6 , 2 , 2 9 9一3 12