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马氏体转变后碳分区进入到奥氏体中 J. Speer a,?, D.K. Matlock a, B.C. De Cooman b, J.G. Schroth c a 科罗拉多矿业学院，冶金与材料工程，山馆274，金，CO80401，USA b 冶金与材料科学部，BE-9052，根特大学，比利时根特 c 研究与发展中心，通用汽车公司，沃伦，MI48090，USA 于13期收稿2002年10月，在修订后的2003年1月23日收到，2003年1月30日接受 摘要 开发一个模型来描述碳分区之间的淬火马氏体和残留的终点奥氏体，在没有形成碳化物。该模型假定一个静止接口，并要求一个统一的碳的化学势，但不是铁，在两相中，导致亚稳态平衡条件，标识为“约束亚平衡”或CPE。该模型的解释例如，显示的字符，ISTICS约束的准平衡条件下的计算，以及应用程序的讨论相对于新的微观结构和新工艺，其中包括新的“淬火和分区”，或Q＆P工艺，创造贫碳的混合物马氏体，和富碳的残留奥氏体。贝氏体转变的基本要素方面的新的重要意义进行了讨论。 (?由Elsevier科学有限公司代表金属学报公司2003年发布 1. 介绍 碳铁素体和奥氏体在高温扩散转换分区之间是比较充分的了解。这些反应通常是指作为重建的转换，因为铁（和置换）完成一个变化在bcc和面心立方之间的晶体结构的原子的短程扩散运动的。与此相反，碳分配的位移型或马氏体相变过程中或之后的细节是比较有争议的，特别是相对于贝氏体的生长。马氏体中，位移型变换（即一个过程，涉及的铁原子的扩散运动，而不是协调），通常认为没有发生碳或其它间隙原子扩散，因此体心的马氏体相与碳可以基本过饱和状态。 ? 通讯作者. 传真: ???????????????? E-mail: jspeer@mines.edu (J.G. Speer). 随后的分区之间的马氏体和任何残余奥氏体的碳通常是不考虑的，因为温度太低，大量的扩散发生淬火后，也因为碳的过饱和竞争的进程通常是消除，如析出的碳化物在回火过程中。然而，有证据表明，碳从马氏体分区（保留）奥氏体确实发生，到薄interlath电影在冷却过程中或改造后的含硅钢等温控股无碳化物贝氏体显微组织也可能形成扩散型的马氏体增长，其次，或沿，溶入奥氏体的碳分配。（应当指出的是，在贝氏体相变的没有被普遍接受涉及剪切机构，并且，它已被建议的是，术语“贝氏体”不应该被应用到无碳化物的显微组织）。碳分配的是一个装置，在较低的温度下稳定奥氏体防止进一步转化， 1359-6454/03/$30.00 (?2003由Elsevier科学有限公司代表金属学报公司2003年出版 doi:10.1016/S1359-6454(03)00059-4 2612 J.G. Speer 等人 / 金属学报 51 (2003) 2611–2622 可能是特别重要的，在这些钢中合金元素（如硅），抑制铁碳化物的形成。 马氏体相变后的碳迁移是最经常考虑的环境中碳化物的析出反应过程中，碳的热力学回火。因此，分区之间的马氏体和残余奥氏体的没有被彻底检查。因此，目前的工作重点是开发一个模型来解决碳分割从马氏体淬火到奥氏体，竞争反应被抑制的条件下。（这种反应包括渗碳或过渡碳化物的形成和分解的残余奥氏体贝氏体转变，如由其他进程。）模型不分区动力学，而是预测“端点”分区是完全在一个给定的分区温度。的微结构（即初始馏分的马氏体和残余奥氏体）是碳分区模型的输入，可以控制，例如，由马氏体相变行为（特别是有关奥氏体的Ms温度的淬火在热处理过程中的温度）。 2. 碳分配热力学 在平衡条件下，淬火马氏体的混合物加上保留以二进制的Fe-C合金的奥氏体分解成铁素体和碳化铁。在平衡状态下的给定的相位组合物通常的Fe-C相图的相边界，从杠杆规则可确定相分数。替位（“X”）的合金添加剂，例如在三元Fe-CX系统的存在下，在低温下的长程扩散过程主要限于碳原子的活动，“亚平衡”条件（以下侯德群）用来描述置换原子的不分区相之间的转化过程中的条件，从而各不同阶段的Fe / X原子比是不变的。应当承认，通常的准平衡状态并不意味着在置换式合金元素的情况下，即在的Fe-C二元系统。热力学角度来说，准平衡状态表示最低自由能条件，额外的约束，铁/ X原子比率不变。 à准平衡变换，如在高过冷奥氏体先共析铁素体析出，可以进行界面的迁移涉及铁和置换原子的短程扩散来完成必要的结构变化，以及与远射碳扩散来完成必要的组成改变的。准平衡，独特的固定相组分和相组成，代表最低自由能条件的情况下置换分区。 铁碳化物的析出被抑制的条件下，则是没有多大用处的相图在预测适用于马氏体的混合物的加热和残余奥氏体的温度远低于共析温度的亚稳态平衡条件。亚稳定马氏体（即铁素体）和奥氏体之间的平衡状