等溫淬火球墨鑄鐵具有高的拉伸強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度，同時又具有良好的伸長率。這是由其特殊的顯微組織決定的。從奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變反應(yīng)過程來講，等溫淬火球墨鑄鐵中的奧氏體有未反應(yīng)的奧氏體，未充分反應(yīng)的介穩(wěn)定奧氏體和充分反應(yīng)的穩(wěn)定奧氏體。

    在等溫轉(zhuǎn)變過程中未參加反應(yīng)的奧氏體，其特征是含碳量為奧氏體化時的含量，沒有發(fā)生變化。未反應(yīng)的奧氏體多存在于或接近于共晶晶粒邊界區(qū)域。

    未充分反應(yīng)的介穩(wěn)定奧氏體其含碳量為1.2%-1.6%，這個含碳量的奧氏體在室溫下是穩(wěn)定的，但力學(xué)上仍不穩(wěn)定。在受力時，仍會轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。另外當(dāng)溫度降低至室溫以下時，也會轉(zhuǎn)變成馬氏體。

    充分反應(yīng)的奧氏體，其含碳量在1.8%-2.2%，甚至高達(dá)2.4%。這個含碳量的奧氏體室溫下，在熱力學(xué)上是穩(wěn)定的。受力時不會轉(zhuǎn)變成馬氏體。

性能*的等溫淬火球墨鑄鐵主要取決于球墨鑄鐵本身的球化等級，球徑大小，數(shù)量及奧氏體階段均勻化程度，奧氏體的含碳量及等溫淬火的溫度、時間等關(guān)鍵參數(shù)。

    等溫淬火球墨鑄鐵在受力發(fā)生塑性變形期間，等軸形的塊狀奧氏體會發(fā)生相變誘發(fā)的塑性變形（TRIP），能夠吸收較多能量。另一方面奧氏體轉(zhuǎn)變馬氏體而得到顯著強(qiáng)化，從而提高了加工硬化能力。

    普通光學(xué)顯微鏡下觀察到的等溫淬火球墨鑄鐵組織中的一束束針狀鐵素體不同于普通的鐵素體。每一束針狀鐵素體其實(shí)由很多位向大體相同的薄鐵素體片組成，每一薄鐵素體片具有*相同的晶體學(xué)位相，厚度0.2μm，長度約10μm。薄鐵素體片之間或者由小角度晶界分開，或者由更小的條形奧氏體條隔開。這種條形奧氏體含有過飽和碳。對于等溫溫度較低的高強(qiáng)度等溫淬火球墨鑄鐵，薄鐵素體片之間還會析出極細(xì)小的碳化物顆粒。這種介穩(wěn)定的碳化物，晶粒尺寸更小。

等溫淬火球墨鑄鐵中的充分反應(yīng)的奧氏體，含有過飽和間隙固溶的碳造成奧氏體晶格畸變，形成畸變力場。這種畸變場會與位錯應(yīng)力場交換作用阻礙位錯運(yùn)動，產(chǎn)生強(qiáng)化作用。盡管其它合金元素也可以通過置換固溶造成奧氏體晶格畸變來強(qiáng)化，但是效果明顯不如過飽和間隙固溶的碳造成的強(qiáng)化效果好。事實(shí)上，合金元素對等溫淬火球墨鑄鐵的力學(xué)性能影響不大。合金元素的主要作用是提高淬透性，保證厚大斷面可以獲得奧-鐵體組織。

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       南京諾金高速分析儀器廠

          2022年4月11日