第４章热处理工艺对材料的相及组织的影响４．１固溶温度对６．Ｆｅ数量及奥氏体晶粒度的影响４．１．１对６．Ｆｅ的影响将试样分别在９５０℃、１０００℃、１０５０℃及１１００℃的盐炉中进行加热，保温４０分钟后于空气中冷却，然后经．７８℃冷处理及５２０。
Ｃ回火，磨制后的会相试样用氯化铁盐酸水溶液腐蚀剂进行腐蚀，在４００倍下观察金相组织，结果表明：无论９５０℃，还是１１００℃固溶处理的试样，均难以发现６．Ｆｅ的存在。
这４个温度下处理的试样，只能在个别地方能观察到极少量的６．Ｆｅ存在（见图４－１），数量不足１％。
其原因可能是冶炼时成份控制的偏差累积造成的，即扩大ｒ相区合金元素如Ｎｉ、Ｍｎ等总量偏上限，而缩小ｒ相区的合金元素如Ｃｒ、Ｍｏ、Ａ１等的总量则偏下限，就可能出现固溶处理后６－Ｆｅ量少于成分设计的预定值。
６．Ｆｅ的细小分散，不会对钢的强度带来明显影响。
图４－１１１００＊Ｃ闺溶处理后存在的６．Ｆｅ（箭头所指）Ｆｉｇ．４－ｌＴｈｅ６－Ｆｅｏｆ１１００＂（２ｓｏｌｕｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｒ８１ＴＯＷｐｏｉｎｔ）堕查堡呈三查兰三堡堡圭兰堡丝兰４．１．２对奥氏体晶粒大小的影响此钢在不同场合下使用时对奥氏体晶粒度的要求应有所区别，如果用于３００℃以下时奥氏体晶粒应细小为好；当使用温度为４００℃～５００℃或更高时，长时间工作的零件会产生蠕变，这时要求奥氏体晶粒应粗大些，且晶粒大小应均匀一致，这是因为晶界在温度较高且长时间受力下工作易产生滑动而导致宏观变形。
通过９５０。
Ｃ、１０００℃、１０５０℃及１１００℃×４０分钟固溶处理对晶粒大小的观察表明：９５０℃已开始晶粒不均匀长大，１０００℃时很不均匀，大小差别较大（图４—２）；１０５０℃时，小晶粒逐渐消失，晶粒趋于均匀（图４．３），１１００℃时基本形成均匀的奥氏体晶粒，大小约为４级，少量为５级。
一般推荐的固溶处理温度为１０５０℃，晶粒大小为５～６级。
１０００℃时则为６～７级。
图４０１０００。
Ｃ固溶处理对奥氏体晶粒度大小的影响Ｆｉｇ．４－２Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆ１０００＊ＣｓｏｌｕｔｉｏｎｏｌｌｔｈｅｓｉｚｅｏｆＡｕｓｔｅｎｉｔｉｃｇｒａｉｎｄｅｇｒｅｅ图４－３１０５０。
Ｃ吲溶处理对奥氏体晶粒度大小的影响Ｆｉｇ．４－３Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆ１０５０＂Ｃｓｏｌｕｔｉｏｎ０ｎｔｈｅｓｉｚｅｏｆＡｕｓｔｅｎｉｔｉｃｇｒａｉｎｄｅｇｒｅｅ４．２不同冷处理温度对马氏体转变量的影响冷处理是０Ｃｒｌ２Ｍｎ５Ｎｉ４Ｍ０３Ａｌ钢重要的处理工艺，因为该钢的Ｍ；点略低于０℃，室温下为１００％奥氏体加极少量６一Ｆｅ（ＣＩ—Ｆｅ）。
而Ｍｅ点为．９０。
Ｃ，一般推荐冷处理的温度为．７８℃，不能使奥氏体完全发生转变，而有很少量的残留。
ｘ．射线半定量为８．５％。
图４－４为经１０００℃×４０分钟固溶处理、一７８。
Ｃ×４小时冷处理及５２０℃×２小时时效处理后的会相组织相片。
图４．５为经１０５０℃×４０分钟固溶处理、．７８℃×４小时冷处理及５２０℃×２小时时效处理后的金相组织相片。
图４－６为经１１００℃×４０分钟固溶处理、一７８℃×４小时冷处理及５２０℃×２小时时效处理后的金相组织相片。
从图４－４金相照片可以看出，马氏体比较细小，残余奥氏体呈小块状；从图４—５金相照片可以看出，马氏体片较图４－４粗大，残余奥氏体块也较大，足以构成软点；从图４－６会相照片可以看出，马氏体更粗大些，残余奥氏体量也更多，并呈串状。
三者残余奥氏体量虽然总量小多（约３％～５％，金相法估计），但固溶温度低者少，反之则较多，图４．４１０００。
Ｃ崮溶处理经一７８４Ｃ冷处理（５２０ｘ２小时时效）后对残余奥氏体的影响Ｆｉｇ．４－４Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆ１０００＂ＣｓｏｌｕｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔＯＢｔｈｅｒｅｍａｉｎｉｎｇＡｕｓｔｅｎｉｔｉｃｏｆ·７８＂Ｃｃｏｌｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ图４—５１０５０。
｜Ｃ吲溶处理经．７８℃冷处理（５２０ｘ２小时时效）后对残余奥氏体的影响Ｆｉｇ．４·５Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｌ０５０＂ＣｓｏｌｕｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｔｈｅｒｅｍａｉｎｉｎｇＡｕｓｔｅｎｉｔｉｃｏｆ－７８。
Ｃｃｏｌｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ图４－６】】ｏｏ℃同溶处理经－７８℃冷处理（５２０ｘ２小时时效）后对残余奥氏体的影响Ｆｉｇ．４－６Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｌｌ００＂ＣｓｏｌｕｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｔｈｅｒｅｍａｍｉｎｇＡｕｓｔｅｎｉｔｉｅｏｆ·７８＂Ｃｃｏｌｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｃｍｐｅｒａｔｕｒｅ图４—７－４０℃冷处理对残余奥氏体的影响（１０５０℃×４０Ｍｉｎ）Ｆｉｇ．４—７Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆ－４０＂ＣｃｏｌｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｒｅｍａｉｎｉｎｇＡｕｓｔｅｎｉｔｉｃ哈尔滨理丁大学工程硕士学位论文图４－８．２０℃冷处理对残余奥氏体的影响（１０５０＂ＣＸ４０Ｍｉｎ）Ｆｉｇ，４－８Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆ一２０＂ＣｃｏｌｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｒｅｍａｉｎｉｎｇＡｕｓｔｅｎｉｔｉｃ形貌呈块状，不及分散分布者优越。
图４．７为固溶处理温度１０５０℃经一４０℃冷处理后的金相照片，图４－８为吲溶处理温度１０５０℃经．２０℃冷处理后的金相照片，由图４，７、图４．８与图４－４、图４．５、图４－６相比，可见．４０℃和．２０℃冷处理后残余奥氏体较多，块大且连成片，这将导致软硬不均。
因而为保证整体各部位性能均匀一致，宜采用－７８℃冷处理。
如欲获得不同的强度和硬度时，只宜通过采用不同的时效温度来调整，不宜采用不同的冷处理温度来得到。
４．３时效温度对金相组织的影响本试验采用了５个时效温度，即４３０℃、４８０℃、５２０℃、５６０℃及５９０℃。
会相观察表明，经１０５０℃×４０分钟固溶处理及．７８。
Ｃ×４小时冷处理后，不同温度时效后的令相组织看不出明显差别，图４－９系经５２０℃时效后的会相照图４－９５２０＂Ｃ时效后的金相组织（１０５０＂Ｃ×４０ｍｉｎ『占｜溶＋．７８＂Ｃ×４ｈ冷处理）Ｆｉｇ．４－９Ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｙｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｏｆ５２０＂Ｃａｇｅｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ图４．１０５９０＂Ｃ时效后的金相组织（１０５００Ｃ×４０ｍｉｎ固溶＋－７８＂Ｃ×４ｈ冷处理）Ｆｉｇ．４－１０Ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｙｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｏｆ５９０＂Ｃａｇｅｉｎｇ６．１微观组织分析第６章微观分析从图４．９、图４．１０金相照片可以看出，不同时效温度处理后金相组织看不出明显差别，为此，进行了透射电镜观察。
将１０５０℃Ｘ４０分钟＋．７８℃×４小时＋不同温度时效的３种（４８０℃、５２０℃及５９０℃时效）试样截取薄膜，做成薄膜透射试样，在ＴＥＭ下进行观察。
结果指出，基本组织均为板条状马氏体及残余奥氏体组成。
马氏体成板条状且变形后残余奥氏体就在两板条成薄片存在，由于马氏体切变时体积尺寸增加，不仅本身受压，就是残留的奥氏体也受到压力，因而不仅马氏体具有较高的位错密度，残余的奥氏体也有较高的位错密度，在时效过程中攀移成层错（图６．１）。
这只在少数区域才能看到。
此外也有成块状的。
图６－ｌ１０５０＂Ｃ固溶处理加冷处理及时效后基体的ＴＥＭ照片（箭头所指为残余奥氏体）Ｆｉｇ．６－１ＴｈｅＴＥＭｐｈｏｔｏｏｆａｇｅｄｂｏｄｙｗｉｔｈ１０５０＂Ｃｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｃｏｌｄｔｒｅａｔｍｅｎｔ（ａｒｒｏｗｐｏｉｎｔｒｅｍａｉｎｉｎｇＡｕｓｔｅｎｉｔｉｅ）哈尔滨理丁大学工程硕士学位论文当不同温度时效时马氏体中要沉淀析出金属间化合物ＮｉＡｌ，使硬度由ＨＲＣ４１上升至ＨＲＣ４８～５０。
４８０℃×２小时的时效时硬度接近峰值，ＴＥＭ观察指出，此时尚未观察到明显的第二相沉淀析出。
只在马氏体的亚晶块的亚晶界上看到有少许的析出物。
硬度的提高依赖于时效过程的ＧＰＩＩ区，放大６万倍难以观察到他的存在（图６—２）。
在５２０℃×２小时时效后则可观察到明显的第二相析出物，他们优先在亚晶界上形核和长大，同时在高密度位错缠结区内也同时沉淀析出，颗粒尺寸已达０．０１５ＩＩ，放大至６万倍时也已能明显判别（图６．３）。
当时效温度提高至５９０℃Ｘ２小时时，第二组沉淀物已粗化聚集在亚晶界上，只有少量高密度位错缠结区的析出物尚未完全聚集长大（图６．４），此时的硬度己下降至ＨＲＣ４０以下，亚晶长大，位错大部分消失，部分攀移城墙，明显处于严重过时效阶段。
图６－２４８０９Ｃ时效处理的ＴＥＭ照片ＴｈｅＴＥＭｐｈｏｔｏｏｆ４８０＂ＣａｇｅｄｔｒｅａｔｍｅｎｔＦｉｇ．６—２为了对比还观察了１１００℃及１０００℃固溶处理加一７８℃×４小时冷处理时效处理的试样。
与１０５０℃固溶处理加冷处理加５２０℃时效者相比，ｌ１００℃处理者，第二相沉淀析出物增多、尺寸变大。
这是因为固溶处理温度提高后奥氏体哈尔滨理丁大学工程硕士学位论文图６－３５２０＂１２时效处理的ＴＥＭ照片Ｆｉｇ．６—３ＴｈｅＴＥＭｐｈｏｔｏｏｆ５２０＂Ｃａｇｅｄｔｒｅａｔｍｅｎｔ图６．４５９０＂Ｃ时效处理的ＴＥＭ照片Ｆｉｇ，．６－４ＴｈｅＴＥＭｐｈｏｔｏｏｆ５９０＂Ｃａｇｅｄｔｒｅａｔｍｅｎｔ晶粒尺寸增大，合金化更充分，成份更均匀，因而时效倾向也更大，故相同时哈尔滨理丁大学工程硕士学位论文效条件下，析出物更多、尺寸粗化（图６．５）。
与图６—５相反，１０００℃固溶者因温度低，奥氏体晶粒小，合金化欠充分，时效倾向变小，因而相同时效条件下较１０５０℃固溶处理者第二相析出物更细小弥散（见图６－６）。
由ＴＥＭ观察可知，第二相金属间化合物ＮｉＡＩ析出物的部位、尺寸大小与弥散度不仅与时效温度有关，而且还与固溶温度有关。
因而欲获得最佳的性能，不仅要考虑时效温度还应考虑固溶温度，使固溶温度与时效温度良好的配合才能获得最佳的处理效果，即优良的力学性能。
由于６．Ｆｅ含量不多，透射电镜下难以找到，图６—７为其在ＴＥＭ下的形貌，一个大的晶块系由隐约可见的许多亚晶组成。
在加热、冷却、加热过程中，位错沿亚晶界攀移成尺寸较宽的位错墙。
这些位错墙又被６．Ｆｅ中存在的异类合金元素或杂质原子所钉扎，增加了衍射衬度，故明显可见。
这些位错墙不仅存在于亚晶界，亚晶内也同时存在（见图６．７）。
图６－５１１００＂（２固溶加冷处理加５２０＂Ｃ时效处理的ＴＥＭ照片Ｆｉｇ．６－５ＴｈｅＴＥＭｐｈｏｔｏｏｆ１１００。
Ｃｓｏｌｕｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄｃｏｌｄｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄ５２０℃ａｇｅｄｔｒｅａｔｍｅｎｔ哈尔滨理丁大学工程硕士学位论文图６－６１０００＂Ｃ固溶加冷处理加５２０６Ｃ时效处理的ＴＥＭ照片Ｆｉｇ．６－６ＴｈｅＴＥＭｐｈｏｔｏｏｆｌ０００℃ｓｏｌｕｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄｃｏｌｄｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄ５２０℃ａｇｅｄｔｒｅａｔｍｅｎｔ图６．７６．Ｆｅ的ＴＥＭ的形貌（５２０℃时效处理）Ｆｉｇ．６－７ＴｈｅＴＥＭｐｈｏｔｏｏｆ６－Ｆｅ（５２０。