组织遗传知识点

     非平衡组织（如马氏体、贝氏体等）的钢，如以快速或慢速加热到A_c1~A_c3之间的低温区，则奥氏体即以有取向的针形核，并定向长大，合并而恢复到原奥氏体晶粒大小，这种现象称为组织遗传。组织遗传在碳素钢、合金钢、高速钢中均有发现。进一步研究还证明：平衡组织在非常快的加热速度（＞105℃/S）或在非常慢的加热速度（≈1℃/min）下，也会发生组织遗传。

     除组织遗传现象外，当加热和冷却时，转变后的奥氏体转变为马氏体时，会将其在塑性变形中形成的大量位错等晶体缺陷遗传给马氏体，使马氏体强韧性大大提高，这种现象称之为相变遗传。

      组织遗传和相变遗传都是金属加热和冷却过程中遗传性的表现形式的一种现象，应加以区分。相变遗传有利于发挥材料潜力，这一规律可以强化金属材料（如钢的形变热处理），提高工件服役寿命。组织遗传一般使钢材热处理后性能降低，但在特殊情况下，也可加以利用（如硅钢片中的织构就是利用组织遗传取得的，从而提高了磁导率）。

     有些锻件(特别是马氏体钢模锻件)，由于锻造加热温度与停锻温度比较高，锻后形成粗大的奥氏体晶粒冷却到室温后，在原来一颗颗奥氏体晶粒内由于相变形成许多颗小晶粒，发现这些小晶粒的空间取向往往与原来奥氏体空间取向基本上一致，也就是说，形式上是原来一颗大晶粒分割成许多小晶粒，而实质上还是原来一颗大晶粒。当重新正火加热时，这些小晶粒将会还原成原来的奥氏体晶粒，且取向基本上没有多大变化。随着正火加热温度高低不同，只是还原程度不同而已。正火冷却时，一颗奥氏体晶粒又再次重新分割成若干个小晶粒，这样正火前粗大的晶粒在经过正火后形式上是细化了（分割成许多细小的晶粒），但实质上由于很多小晶粒的位相与原来的奥氏体晶粒一致，所以仍保留了大晶粒的特征。

     当制成金相试样时，在显微镜下观察往往不易发现这种高温下的原始奥氏体晶界，这是由于被锻件冷却（一般淬火状态）时相变后的组织所掩盖罢了，若采用特殊腐蚀剂显示晶粒的方法或者打断口方法就很容易看出这种原始晶粒。

    不同材料这种晶粒遗传程度和顽固性是不同的，很显然，这种粗大晶粒的遗传给最终热处理及使用性能（特别是承受过载的冲击性能）带来极为不利的影响。

      解决晶粒遗传的方法：

     1）采用二次或多次正火的方法。一般结构钢经一次正火即可完成细化，原始晶界消失，而有些材料如18CrNiWA，20Cr2NiA等，经一次正火后，仍消失不了原始晶界，即出现晶粒遗传现象，需经二次或多次正火，有的甚至需要采用高温正火或反复高温正火工艺。因为每经一次正火加热与冷却，即很多颗小晶粒还原成原来的奥氏体晶粒（程度与大小不同），或一颗奥氏体晶粒分解成很多小晶粒。但他们之间的位相总不能完全一致，所以经二次或多次正火对那些遗传性比较顽强的材料可以破坏其遗传从而得到真正的细小晶粒。

     2）通过退火的方法。对于3Cr3Mo3VNb等马氏体型不锈钢进行退火或等温退火通过相变重结晶来细化晶粒，能有效的消除粗大晶粒的遗传。

    3）采用锻后回火的方法。对于18Cr2Ni4WA，20Cr2Ni4A等钢锻件，在冷却到室温后再进行一次高温回火如图2-15，然后正火如图2-16。

     锻件在高温回火时，由于高度弥散质点的析出及基体α相的再结晶，促使在以后正火加热时容易以这些析出的质点为核心形成奥氏体晶粒，从而破坏空间取向，所以相变后晶粒得到了真正充分的细化。

     4）采用低温大变形程度的方法，模锻时坯料尺寸确定之后，变形程度也就大体确定了，而自由锻时可以通过反复镦拔等方法来增大变形程度，且其终锻温度可以低些，因而锻后晶粒细小，如图2-17。而且由于残余大量变形和内应力，在正火加热温度稍高于相变点时将促使α→γ相按无序转变方式形成奥氏体，破坏了原来的空间取向，所以相变后的晶粒得到真正的充分细化，见图2-18。