过热粗大组织冷却后得到的非平衡组织以快速或慢速加热至As3以上的正常加热温度时,有可能仍得到粗大奥氏体晶粒,出现组织遗传但如果继续加热到更高温度[As3+(100~200℃)],则奥氏体晶粒可能不仅不粗化,反而形成了细小的、晶体学位向不同的奥氏体晶粒。这种现象称为奥氏体晶粒的反常细化。例如,30 CrMnsi钢经1280℃淬火获得粗大奥氏体晶粒,再次以800℃/s快速加热到1050℃淬火,结果发现奥氏体晶粒不仅不粗化,反而从1级细化至4~5级。其断口为沿晶和韧窝组成的混合型断口,晶内断裂无方向性,晶粒细化和断口细化趋于一致。上述奥氏体晶粒的反常细化发生在奥氏体单相区内,故不可能是相变过程引起的,因此人们推想可能是发生了再结晶而导致晶粒细化,这种再结晶可称为奥氏体的自发再结晶。其示意图见图2-46。

(4)控制粗大奥氏体晶粒遗传的方法

般认为,导致粗大奥氏体晶粒遗传的主要原因是针状奥氏体的形成及其长大合并。针对这种情况可以采取以下措施消除遗传。

①对非平衡组织的过热钢,可以采用中速加热,得到细小的奥氏体晶粒

②对非平衡组织的过热钢,在淬火前先进行一次退火或高温回火,使非平衡组织转变为平衡组织,获得细小的碳化物和等轴铁素体的混合组织,使针状奥氏体不能形成,从而避免粗大奥氏体晶粒遗传。一般来说,采用等温退火的效果比连续冷却退火好。采用高温回火时,多次回火比一次回火效果好。

对于高合金钢,因马氏体难以分解和再结晶,故采用高温回火不如等温退火效果好

③利用奥氏体的自发再结晶,快速加热(大于100℃/s)至临界点以上100~200℃,然后淬火,可消除粗大奥氏体晶粒的遗传,使奥氏体晶粒得到细化。但是,这种方法生产中难以控制。

④对低合金钢,可采用多次正火使过热得到校正,因为这类钢的遗传倾向相对较小,每经一次转变,遗传性均有所减弱,故多次转变即可校正。但这种办法在热处理生产中因耗能过多而难于实用。

应该指出,某些特殊情况下,如为了提高金属的高温蠕变抗力,改善硅钢片的导磁性等,则希望获得粗大晶粒。