有關(guān)粒子對退火過程中晶粒長大的影響,研究的最多的是鋁
在鋼中的作用。在鎮(zhèn)靜鋼的生產(chǎn)過程中,鋁是最常用的脫氧劑。
加到鋼中的鋁除部分燒損以外,其余將溶入鋼中。在以后的熱
處理過程中,部分鋁以氮化鋁(AIN)粒子的形式析出,從而阻礙
正常晶粒長大過程。
所以鎮(zhèn)靜鋼在合適的熱處理工藝條件下可獲得比未
經(jīng)加鋁脫氧處理的沸騰鋼細小得多的晶粒組織,故鎮(zhèn)靜鋼又稱本
質(zhì)細晶粒鋼。但是假如退火溫度超過與材料成分有關(guān)的晶粒粗化
溫度,一些微區(qū)的氮化鋁粒子將可能粗化而另二些微區(qū)的氮化鋁
粒子將溶解,從而使這些區(qū)域的晶粒擺脫第二相粒子的阻礙而長
大,其結(jié)果是引發(fā)異常的晶粒長大并導(dǎo)致極其粗大的晶粒組織。
如果不考慮試樣厚度的影響,即忽略表面對晶界移動的阻力,
則在有第二相粒子存在的情況下,晶粒長大過程中單位面積晶界
上所受到的力包含以下兩項:即來源于與系統(tǒng)總的晶界面積減少
相關(guān)的晶界能下降的驅(qū)動力和來源于彌散分布的第二相粒子的阻
力(參見第九章第四節(jié))。當(dāng)?shù)诙嗔W拥淖璧K作用等于或大于晶
界能所能提供的驅(qū)動力時,從整體上講晶粒長大過程將被阻止,但
若在晶粒組織中的某些局部由于粒子的阻力較小(如發(fā)生了局部
的粒子溶解)而使個別晶粒仍能繼續(xù)長大,則將發(fā)生異常晶粒長
大。