因為不銹鋼厚壁管貝氏體的轉變是鐵原子非擴散同態轉變和碳原子擴散及碳化物析出兩個基本過程的結合。隨著相變溫度的降低,相變自由能差的增大會促進相變的發生,但隨著相變溫度的降低,碳原子的擴散速率會減慢。因此,貝氏體的相變速度受兩個因素控制:相變自由能差和碳的擴散速度。
第二章討論了不銹鋼管貝氏體曲線和連續過渡曲線的類型。這里,僅貝氏體變換動力學的特征描述如下:
1)在溫變換的初始階段,貝氏體的形成速度很小,然后迅速增加,在貝氏體變換的一定范圍內,趨于一個固定值,然后逐漸減小。
2)溫改造可以完成許多不銹鋼厚壁管品種,不銹鋼U型管如碳鋼、低碳和中碳錳鋼、中碳硅錳鋼等。但是,中和溫對許多鋼種的改造不能進行到底,即相變發展到一定程度后會自動停止,導致相變的自控現象。此時,一些奧氏的身體將保持不變。目前,對這一現象沒有令人滿意的解釋,但在制定過程程序時必須考慮到這一點。不同鋼種的自控現象反映不同。有些鋼種在整個溫相變區具有相變自控能力,如30號鋼。有些鋼只出現在溫度較高的恒溫,如中碳鉻鋼(0.54%碳,3%鉻)等。還有一些僅在溫,顯示,如0.8%碳,1.0%錳鋼等。當它們在低溫度實施時。
3)不銹鋼厚壁管貝氏體的最大相變與奧氏體的狀態有關。增加奧氏的體溫度將增加其合金元素含量,導致貝氏體轉變量減少,即殘余奧氏質量增加。例如,當Cr12鋼在1000加熱時,貝氏體轉變量僅為70-80%,而W18Cr4V1在1290加熱后約為70%。
4)厚壁不銹鋼的管貝氏體鐵素體沿縱向和橫向生長,主要是縱向。上貝氏體鐵素體的生長速度主要由奧氏前沿碳原子的擴散速度決定。然而,低貝氏體轉變主要由鐵素體中碳化物沉淀的速率決定。不銹鋼換熱器管實驗測得的上貝氏體相變活化能約為30000千卡/克原子,與奧氏中的碳擴散活化能相似。下貝氏體相變活化能約為13000千卡/克原子,與中鐵素體中碳的擴散活化能相近。貝氏體鐵素體的生長速率遠小于馬氏體。在550 ~ 230范圍內,共析鋼中貝氏體的縱向生長速率約為10-2 ~ 10-4 mm/s,共析鋼中馬氏體的相變速率約為700 ~ 800 m/s,其生長受碳原子擴散的限制。
5)根據珠光體相變C曲線和貝氏體相變C曲線的相對位置,可以粗略估計出不銹鋼厚壁管中中獲得貝氏體組織的條件。如果珠光體轉變C曲線明顯向右移動,而貝氏體C曲線向左或向右移動很少,則有可能在連續冷卻條件下獲得貝氏體組織。它們相距越遠,厚壁不銹鋼管的貝氏體淬透性就越大。
此外,某些厚壁不銹鋼管在溫地區具有混合相變特征。這是因為奧氏向珠光體轉變的溫度范圍和向貝氏體轉變的溫度范圍部分重疊。這樣,在溫度范圍內的較低溫度進行溫停止,首先形成貝氏體的一部分,然后產生珠光體;然而,如果溫停止在溫度范圍內的較高溫度,則可以首先形成一部分珠光組織,然后可以發生貝氏體相變以形成混合組織。
盡管不銹鋼厚壁管貝氏體,相變過程的研究取得了很大進展,但還不夠,尤其是相變機理問題需要進一步探討。此外,對顆粒貝氏體形成過程的研究還不成熟。