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起始晶粒度

在臨界溫度以上，奧氏體形成剛剛結(jié)束時(shí)的晶粒尺寸，稱(chēng)起始晶粒度。起始晶粒度決定于奧氏體轉(zhuǎn)變的形核率（n）及線生長(zhǎng)速度（c）。每一平方毫米面積內(nèi)奧氏體晶粒的數(shù)目N與n及c的關(guān)系為

由上式可知，若n大而c小，則起始晶粒就細(xì)小。若n小而c大則起始晶粒就粗大。

在一般情況下n及c的數(shù)值決定于原始組織的形態(tài)和彌散程度以及加熱時(shí)的加熱速度等因素。

由于在珠光體中存在著大量奧氏體形核部位，n極大。故奧氏體的起始晶?？偸潜容^細(xì)小的。如果加熱速度快，則轉(zhuǎn)變被推向高溫，奧氏體起始晶粒將更加細(xì)化。這是因?yàn)?，隨著加熱速度的增大和轉(zhuǎn)變溫度的升高，雖然形核n和c都增大，但n比c增加的幅度更大。表1—6示出鋼在加熱時(shí)，奧氏體的n與c數(shù)值與加熱溫度的關(guān)系，由表1—6中的數(shù)據(jù)可知。相變溫度從740℃提高到800℃時(shí)n增大280倍而c僅增加40倍。 

表1—6   奧氏體形核（n）和線生長(zhǎng)速度（c）與溫度的關(guān)系

應(yīng)當(dāng)指出，奧氏體起始晶粒隨加熱速度的增大而細(xì)化的現(xiàn)象，只是在加熱速度不太大時(shí)比較明顯。當(dāng)加熱速度很大時(shí)起始晶粒不再隨之細(xì)化（見(jiàn)表1—7） 

表1—7      加熱速度對(duì)起始奧氏體晶粒大小的影響

這可能是由于在快速加熱時(shí)，轉(zhuǎn)變被推向高溫(大于800℃)，奧氏體的核不僅可以在鐵素體與滲碳體的交界面上形成，而且可以在鐵素體晶粒內(nèi)嵌鑲塊的邊界上形成。鐵素體的含碳量雖然很低，但鐵素內(nèi)碳的分布是不均勻的，碳原子大都集中在嵌鑲塊邊界。實(shí)驗(yàn)測(cè)定嵌鑲塊邊界上的碳濃度或達(dá)0.2—0.3% 。由Fe—Fe3C狀態(tài)圖可知，這樣的地區(qū)，對(duì)應(yīng)的奧氏體形成溫度為800～840℃（實(shí)驗(yàn)證明嵌鑲塊邊界的厚度亦遠(yuǎn)大于該溫度下臨界晶核的尺寸）。因此，只要加熱速度足以把轉(zhuǎn)變溫度提高到上述范圍，則奧氏體的核除了在鐵素體與滲碳體的分界面上形成外，還將在鐵素體嵌鑲塊邊界上大量形成，增加了形核率，因而使奧氏體晶粒進(jìn)一步細(xì)化。但是，當(dāng)加熱速度繼續(xù)增大，使轉(zhuǎn)變溫度超過(guò)840℃，因不能繼續(xù)出現(xiàn)新的形核部位，奧氏體晶粒也將不能繼續(xù)細(xì)化。

上述關(guān)于加熱速度的影響，是限制在常用的普通加熱速度范圍之內(nèi)。近幾年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了加熱速度高于1000℃/秒的所謂“超快速加熱淬火法”，如超高頻脈沖加熱，激光加熱或電子束加熱等方法。經(jīng)過(guò)這些方法加熱后以極快的令速淬火，得到的組織極細(xì)，甚至在30萬(wàn)倍的電子顯微鏡下觀察，仍看不清楚該種組織的細(xì)節(jié)。