.860 北京科技大学学报 第30卷 其中Do和Q见表2. 表2式(1)中的基本参数 经计算：D(740℃)=1.21014×10-12m2.s1, Table 2 Basic parameters of Eq(1) D(740℃)=2.97962X10-19m2s1,D(740℃)= 奥氏体中 铁素体中 合金 1.20179X10-16m2.s-1:D9(780℃)=2.27506× Dol 0/ Do/ 01 元素 102m2.s1,D(780℃)=1.03896×10-18m2.s1, (10-5m2.s)(kJ-mol (10-m2.s1)(kJ'mol 2.0 140 D(780℃)=3.60463X10-16m2s1.从计算结 Mn 5.7 277 4.36 243.6 果可以看出，C元素在奥氏体中的扩散系数比Mn 元素在奥氏体与铁素体中的扩散系数都高几个数量 840 级.因此在奥氏体向铁素体长大的初期，C元素的 800 扩散占主导地位，而Mn元素浓度却几乎没有变化， 780℃亚平衡 760 740℃亚平衡 在这个过程中，可以近似认为Mn元素在两相中的 720 浓度仍然保持为1.75%，那么这个阶段相界面处C 680 元素的局部平衡浓度应该由图2来确定，这里将由 图2确定的平衡称作亚平衡，C元素迅速扩散达到 640 亚平衡后，相界面C元素浓度将受到Mn元素浓度 6006 0.20.40.60.81.0 C的质量分数% 的制约，奥氏体化过程将受到Mn元素扩散控制而 由亚平衡向该温度下的最终平衡转变，相界面局部 图21.75%Mn的垂直截面相图 平衡浓度将沿着图3中的平衡浓度边界移动 Fig.2 Vertical sectional phase diagram of 1.75%Mn (b) 最终平葡 这平衡 亚平衡 亚平衡 001020304050607 0102030.40.5 C的质量分数% C的质量分数% 图3740℃(a)与780℃(b)的等温截面相图 Fig.3 Isothermal sectional phase diagram at 740C(a)and 780C (b) 表3列举了C、Mn元素处于亚平衡和最终平衡 FeC二元合金系低，奥氏体量则比FeC二元合金 状态在两相中的含量.从中可以看出，在相同温度 系高 下，由于Mn元素的添加，平衡奥氏体C含量比 表3亚平衡态与最终平衡态奥氏体与铁素体中元素含量 Table 3 Contents of C and Mn in austenite and ferrite at different states 奥氏体中 铁素体中 温度/℃ 状态 C质量分数/% Mn质量分数/% C质量分数/% Mn质量分数/% 亚平衡 0.4803 1.75 0.002145 1.75 740 最终平衡 0.2831 3.31 0.005815 1.18 亚平衡 0.2426 1.75 近似为0 1.75 780 最终平衡 0.1570 2.45 0.004226 1.06其中 D0 和 Q 见表2． 经计算：D C γ（740℃）＝1∙21014×10—12 m 2·s —1‚ D Mn γ （740℃）＝2∙97962×10—19 m 2·s —1‚D Mn α （740℃）＝ 1∙20179×10—16 m 2·s —1 ；D C γ（780℃）＝2∙27506× 10—12m 2·s —1‚D Mn γ （780℃）＝1∙03896×10—18 m 2·s —1‚ D Mn α （780℃）＝3∙60463×10—16 m 2·s —1．从计算结 果可以看出‚C 元素在奥氏体中的扩散系数比 Mn 元素在奥氏体与铁素体中的扩散系数都高几个数量 级．因此在奥氏体向铁素体长大的初期‚C 元素的 扩散占主导地位‚而 Mn 元素浓度却几乎没有变化． 在这个过程中‚可以近似认为 Mn 元素在两相中的 浓度仍然保持为1∙75％‚那么这个阶段相界面处 C 元素的局部平衡浓度应该由图2来确定．这里将由 图2确定的平衡称作亚平衡．C 元素迅速扩散达到 亚平衡后‚相界面 C 元素浓度将受到 Mn 元素浓度 的制约‚奥氏体化过程将受到 Mn 元素扩散控制而 由亚平衡向该温度下的最终平衡转变‚相界面局部 平衡浓度将沿着图3中的平衡浓度边界移动． 表2 式（1）中的基本参数 Table2 Basic parameters of Eq．（1） 合金 元素 奥氏体中 铁素体中 D0／ （10—5m 2·s —1） Q／ （kJ·mol —1） D0／ （10—4m 2·s —1） Q／ （kJ·mol —1） C 2∙0 140 — — Mn 5∙7 277 4∙36 243∙6 图2 1∙75％ Mn 的垂直截面相图 Fig．2 Vertical sectional phase diagram of 1∙75％ Mn 图3 740℃（a）与780℃（b）的等温截面相图 Fig．3 Isothermal sectional phase diagram at 740℃ （a） and780℃ （b） 表3列举了 C、Mn 元素处于亚平衡和最终平衡 状态在两相中的含量．从中可以看出‚在相同温度 下‚由于 Mn 元素的添加‚平衡奥氏体 C 含量比 Fe—C二元合金系低‚奥氏体量则比 Fe—C 二元合金 系高． 表3 亚平衡态与最终平衡态奥氏体与铁素体中元素含量 Table3 Contents of C and Mn in austenite and ferrite at different states 温度／℃ 状态 奥氏体中 铁素体中 C 质量分数／％ Mn 质量分数／％ C 质量分数／％ Mn 质量分数／％ 740 亚平衡 0∙4803 1∙75 0∙002145 1∙75 最终平衡 0∙2831 3∙31 0∙005815 1∙18 780 亚平衡 0∙2426 1∙75 近似为0 1∙75 最终平衡 0∙1570 2∙45 0∙004226 1∙06 ·860· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷