厚壁不銹鋼管小晶粒向大晶粒演變，這是一個(gè)能量降低的過程，小晶粒晶界多，而晶界是高能地區(qū)，晶粒長(zhǎng)大后，晶界總面積減少，體系的能量降低。所以不銹鋼厚壁管在高溫下奧氏體晶粒長(zhǎng)大是一個(gè)自發(fā)過程。

    厚壁不銹鋼管奧氏體晶粒的長(zhǎng)大基本上是一個(gè)晶界移動(dòng)的過程，所以，一切影響厚壁管奧氏體晶界移動(dòng)的因素，都能影響奧氏體晶粒的長(zhǎng)大。

    厚壁不銹鋼管奧氏體化溫度越高，晶粒長(zhǎng)大越明顯，當(dāng)晶粒長(zhǎng)大到一定程度后，即使繼續(xù)延長(zhǎng)保溫時(shí)間，奧氏體晶粒不會(huì)再有明顯的長(zhǎng)大，如圖1-14所示。厚壁管奧氏體晶粒大小與以后的冷卻速度無關(guān)。

    隨著厚壁不銹鋼管中碳濃度增加，奧氏體晶粒的長(zhǎng)大傾向也增大，但是當(dāng)碳的含量超過某一限度時(shí)，奧氏體晶粒反而細(xì)小，例如不銹鋼厚壁管加熱900℃時(shí)含碳量以1.2%為限，這是因?yàn)殡S著碳含量的增加，厚壁管中碳及鐵原子在奧氏體中的擴(kuò)散速度增大，因此加速了晶粒的長(zhǎng)大；但是碳濃度超過上述含量后，出現(xiàn)未溶滲碳體，滲碳體可以阻止晶界的推移，所以高粒反而長(zhǎng)得慢,奧氏體實(shí)際晶粒較小。

    不銹鋼厚壁管中加入合金元素，也影響奧氏體晶粒長(zhǎng)大。一般認(rèn)為，凡是產(chǎn)生穩(wěn)定碳化物的元素（如鈦、釩、鉭、鈮、鋯及鎢、鉬、鉻），產(chǎn)生不溶于奧氏體的氧化物及氮化物的元素（如鋁），促進(jìn)石墨化的元素（如硅、鎳、鈷）以及在結(jié)構(gòu)上自由存在的元素（如銅），都會(huì)阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大。而錳、磷則有加速奧氏體晶粒長(zhǎng)大的傾向。鋁是目前工業(yè)生產(chǎn)厚壁管中，廣泛用來控制奧氏體晶粒度的元素，用鋁脫氧的厚壁不銹鋼管中存在著高熔點(diǎn)的彌散的AIN質(zhì)點(diǎn)，阻礙奧氏體晶界的移動(dòng)， 從而細(xì)化了晶粒。一般鋼中殘余鋁含量約0.02～0.04%可以獲得本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。

    總之，合金元素對(duì)厚壁不銹鋼管奧氏體晶粒長(zhǎng)大作用，一般可分為：

    強(qiáng)烈阻止晶粒長(zhǎng)大的元素有Al、Ti、Zr.V；

    能夠阻止晶粒長(zhǎng)大的元素有W- Mo、Cr;

    阻止晶粒長(zhǎng)大作用較弱的元素有Si、Ni. Cu,

    促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大的元素有Mn（指高碳情況），P、a（指溶入奧氏體厚壁鋼管中的情況下）。

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