Akikulaarisen ferriitin muuntumismekanismi
AF:n muuntumismekanismi on edelleen kiistanalainen. Eri tutkijat ovat esittäneet sen olevan samanlainen kuin erilaiset terästen yleiset mikrorakenteet, kuten rakeinen bainiitti (GB) , kvasipolygonaalinen ferriitti (QF) , Widmanstätten ferriitti (WF) ja bainiittinen ferriitti (BF). Eri tavalla näiden mikrorakenteiden sekoitusta on tutkimuksissa pidetty AF:nä .
Meidän mielestämme AF olisi kuitenkin luokiteltava eräänlaiseksi bainiittiseksi muunnostuotteeksi. Tätä arviota tukevat monet AF-muunnokseen ja mikrorakenteeseen liittyvät ominaisuudet. Esimerkiksi isotermisessä pitokokeessa tapahtuu siirtyminen BF:stä AF:ksi, mikä tarkoittaa, että AF- ja BF-muunnokset voivat tapahtua samoissa termodynaamisissa olosuhteissa. Lisäksi, kun AF-muunnos on lähes valmis pitkän 600 °C:n isotermisen pitämisen jälkeen, AF:n lopullinen tilavuusosuus oli vain 51 %, mikä vastaa hyvin bainiittisen muunnoksen epätäydellistä muutosilmiötä. Mikrorakenteen ominaisuuksista voidaan todeta, että AF-mikrorakenteissa ei ole rajoja, joiden disorientaatiokulmat ovat 21°-47°, mikä viittaa siihen, että AF:llä on lähes Kurdjumov-Sachsin (K-S) suuntautumissuhde emoaineena olevaan austeniittiin, mikä tarkoittaa, että AF-muuntuminen on syrjäyttävä. Lisäksi monissa TEM-havainnoissa havaittiin, että AF-suikaleissa on enemmän dislokaatioita kuin rekonstruktiivisissa muunnostuotteissa , ja AF-mikrorakenne koostuu useista yhdensuuntaisista alayksiköistä, joiden koko on alle 1 μm ja jotka muistuttavat bainiittisen ferriitin sheaf-morfologiaa. Yhteenvetona voidaan todeta, että AF:n muuntumiskäyttäytyminen ja mikrorakenneominaisuudet ovat samankaltaisia kuin bainiitin; siksi on järkevää sanoa, että AF:n muuntumismekanismi on itse asiassa bainiittinen, mistä myös monet muut tutkijat ovat samaa mieltä .
Transitio BF:stä AF:ksi
Vaikka AF:n muuntumismekanismi on bainiittinen, AF:llä on BF:stä melko erilainen morfologia. AF:n muodostuminen voidaan selittää austeniitin muodonmuutoksen tuomien rakeensisäisten ydintymiskohtien olemassaololla.
Bainiitin ydintymisprosessi liittyy tiettyjen dislokaatioiden spontaaniin dissosiaatioon kanta-austeniitissa , jota Olson ja Cohen alun perin ehdottivat martensiitin ydintymiselle . Ydintymisen aikana olemassa olevat dislokaatiot dissosioituvat lähimpänä toisiaan oleviin tasoihin muodostaen pinoutumishäiriöryhmiä, ja näistä pinoutumishäiriöryhmistä tulee epävakaita ja ne muuttuvat spontaanisti jäähdytyksen aikana. Mukana olevat dislokaatiot ovat glisiilejä, joten tämä mekanismi ei edellytä ristikkoatomien diffuusiota, mikä vastaa hyvin bainiitin ja martensiitin matalaa muuntumislämpötilaa, jossa terminen aktivoituminen on vähäistä . Huolimatta martensiitin ja bainiitin samankaltaisesta ydintymismekanismista tarvitaan hiilen jakautumista bainiitin ydintymisen aikana vapaan energian pienenemisen takaamiseksi bainiitin korkeamman muuntumislämpötilan vuoksi .
Tieto siitä, että martensiitti ydintyy helposti tiheästi pinoutuneisiin dislokaatiorakenteisiin, on laajalti hyväksytty , ja tämän ydintymiskohdan voimakkuus ehdotettiin määräytyväksi dislokaatioiden lukumäärän mukaan ruudukkoon sijoitettuna, ja ydin vaatii kriittisen määrän sisältämiään dislokaatioita ollakseen riittävän voimakas . Sen vuoksi austeniitin raerajojen lisäksi, joihin mahtuu tiheästi pinottuja sijoittelurakenteita, myös austeniitin muodonmuutoksen aiheuttamat rakeen sisäiset sijoittelurakenteet voivat toimia martensiittisen muodonmuutoksen ydintymispaikkoina. Lisäksi martensiittisäleikön jännityskenttä voi olla vuorovaikutuksessa intragranulaarisen ydintymispaikan, voimakkaasti deformoituneen alueen, jännityskentän kanssa, jolloin ydintymisen vapaa energiaeste voi pienentyä. Vielä vakuuttavampaa on, että martensiittilohkojen havaittiin kehittyvän austeniitin muodonmuutoksen tuomista aliraerajoista in situ -laserskannauskonfokaalimikroskopiatekniikan avulla .
Koska AF:n muuntumismekanismi on bainiittinen, AF:n ydintymisen pitäisi olla samankaltaista kuin martensiitin ydintymisen, ja sen lisävaatimuksena on hiilen jakaantuminen, kuten edellä on esitetty. On järkevää olettaa, että tiheästi pinotut dislokaatiorakenteet, joita austeniitin muodonmuutos on tuonut rakeiden sisään, voivat toimia AF:n ydintymispaikkoina. Itse asiassa AF:n ydintyminen on havaittu erilaisissa muodonmuutosrakenteissa, kuten muodonmuutoskaistoissa ja dislokaatioiden soluseinissä. Vaikka tässä tutkimuksessa käytettiin monenlaisia jäähdytysnopeuksia (5-50 °C s-1), näytteissä, jotka olivat muodonmuutoksettomia (strain2 = 0) tai lievästi muodonmuutoksia (strain2 = 0,1), rihmastot muodostuivat ensisijaisesti PAGB-levyihin, joihin mahtuu tiheästi pinottuja dislokaatiorakenteita, ja nämä rihmastot kehittyivät lopulta rinnakkaismorfologialtaan samansuuntaisiksi BF-paketeiksi, kuten kuvissa . Toisaalta, kun austeniittia deformoitiin voimakkaasti, austeniitin rakeisiin tuotiin suuri tiheys sijoiltaanmenoja, ja nämä sijoiltaanmenot toimivat rakeiden sisäisinä ydintymispaikkoina, mikä johti rakeiden sisäisesti ydintyneisiin säikeisiin, jotka kehittyivät lopulta AF-dominoiviksi mikrorakenteiksi, kuten kuvissa 4c, d ja 5a-c on esitetty. Näin ollen, kun muodonmuutos2 kasvoi 0:sta 0,5:een, tapahtui siirtyminen BF:stä AF:ksi, kuva 4, mikä korostaa sitä, että austeniitin muodonmuutos edellyttää AF-muunnosta HSLA-teräksissä.
Muodonmuutosrakenteiden alarakenteissa intragranulaarisesti ydintyneet AF-ratat eivät kehity laajassa mittakaavassa yhdensuuntaiseksi morfologiaksi, koska yhdensuuntaisen morfologian kehittyminen tukahdutetaan vierekkäisten ydintyneiden AF-ratojen välisellä törmäyksellä. Itse asiassa useat vierekkäiset rinnakkaiset AF-säikeet muodostavat pienessä mittakaavassa paketin, ja eri paketeilla on erilaiset pidentymissuunnat. AF-paketit törmäävät toisiin paketteihin, jotka muodostuvat läheisissä ydintymispaikoissa, mikä estää yleisen yhdensuuntaisen morfologian muodostumisen ja saa aikaan epäsäännöllisen AF-morfologian .
Siirtyminen rajalla ydintyneestä BF:stä intragranulaarisesti ydintyneeseen AF:hen johtaa HAGB-tiheyden kasvuun, kuva 8, ja tehokkaan raekoon pienenemiseen, kuva 10a. Bainiittimuunnoksen aikana tapahtuu voimakasta varianttien valikoitumista, ja suhteellisen hitaassa jäähdytysnopeudessa tai korkeissa muunnoslämpötiloissa varianttien valikoituminen suosii pääasiassa varianttipareja, joiden väliset disorientaatiokulmat ovat alhaiset, mikä johtaa pieneen HAGB-tiheyteen, kuva 8e-f, ja suureen efektiiviseen raekokoon, kuva 10a. AF-dominoivissa mikrorakenteissa austeniitin muodonmuutos kuitenkin lisää rakeensisäisiä nukleaatiopaikkoja, joten useammat säleet nukleoituvat suoraan rakeensisäisiin nukleaatiopaikkoihin sen sijaan, että ne nukleoituisivat sympaattisesti muunnosparien muodossa. Näiden intragranulaarisesti ydintyneiden AF-säikeiden muodostuminen voi heikentää varianttien valintamekanismia, ja näin ollen kuhunkin austeniittirakeeseen voi syntyä enemmän erilaisia variantteja ja siten myös rajoja. Näin ollen lisäämällä intragranulaarisesti ydintyneen AF:n osuutta austeniitin muodonmuutoksella voidaan saavuttaa suurempi HAGB-tiheys ja pienempi efektiivinen raekoko.
Transitio AF:stä BF:ksi
Hyväksyttäessä ehtoa intragranulaaristen ydintymiskohtien käyttöönotosta AF-muunnos ei kuitenkaan välttämättä tapahdu kuten kuvassa 7f on esitetty jäähtymisnopeudella 50 ° C:n s-1 . Tässä näytteessä austeniittiin oli jo tuotu suuri tiheys intragranulaarisia ydintymiskohtia muodonmuutoksella (strain2 = 0,5), mutta muunnostuote koostuu edelleen pääasiassa tyypillisestä BF-dominantista mikrorakenteesta, jolla on samansuuntainen morfologia. Toisin sanoen rakeensisäiset ydintymiskohdat eivät pysty käynnistämään AF-muunnosta tällä suurella jäähdytysnopeudella. Siksi AF-muunnoksen syntymiseen on oltava jokin toinen edellytys.
Tämän selvittämiseksi on kiinnitettävä huomiota piirteeseen, joka on yleinen kuvissa 7b, c. Näissä AF-dominoivissa mikrorakenteissa on joitain lyhyitä yhdensuuntaisia BF-säikeitä, jotka ovat ydintyneet PAGB:n päälle ja jotka ovat venyneet austeniittirakeisiin, ja nämä BF-säikeet eivät ota haltuunsa koko austeniittirakeita, vaan loput austeniittirakeista kehittyvät AF:ksi. Kun taas BF:n hallitsevassa mikrorakenteessa (kuva 7d) yhdensuuntaiset BF-säikeet ulottuvat PAGB:stä ja kehittyvät koko austeniittirakeen läpi tai törmäävät toisiin BF-säikeisiin. Näiden mikrorakenneominaisuuksien vahvistamiseksi EBSD-kartoista valittiin kaksi aluetta, jotka on merkitty mustilla katkoviivoitetuilla lohkoilla kuvissa 9f ja 9h. Näiden kahden alueen kaikkien Eulerin kulmien värilliset orientaatiokartat, joissa mustat viivat edustavat rajoja, joiden disorientaatiokulmat ovat suuremmat kuin 3˚, on esitetty kuvissa 11 ja 12. Eri kanta-austeniittirakeet (PA) erotettiin toisistaan vertailemalla huolellisesti eri osien napakuvio-ominaisuuksia, ja PAGB:t korostettiin näissä kuvissa valkoisilla katkoviivoilla. Näiden PA-rakeiden erottelun paikkansapitävyys voidaan todistaa sillä, että mitattujen α-raudan orientaatioiden {100} pylväslukujen ja laskettujen PA-orientaatioiden muunnosorientaatioiden {100} pylväslukujen välillä on hyvä vastaavuus. Tutkimuksessa ehdotettua menetelmää käytettiin näiden PA-suuntausten arviointiin Kurdjumov-Sachsin (K-S) suuntaussuhteen mukaisesti. Vaikka orientaatiosuhteeksi ehdotettiin myös Nishiyama-Wassermanin (N-W) orientaatiosuhdetta, havaittiin, että BF:t muodostuvat täyttämällä lähes K-S-orientaatiosuhteen . Siksi tässä käytettiin K-S-suuntaussuhdetta.
EBSD-analyysi näytteestä, jonka strain2 oli 0.5 ja jäähdytysnopeus 10 °C s-1: a Kaikkien Euler-kulmien värillinen orientaatiokartta (mustat viivat kuvaavat rajoja, joiden disorientaatiokulmat ovat yli 3°, ja PAGB:t on esitetty valkoisilla katkoviivoilla); b {100} pylväslukuja mitatuista ferriitin orientaatioista kussakin kanta-austeniittirakeessa (PA); c {100} laskettujen kanta-austeniitin (PA) orientaatioiden ja niiden muunnosvaihtoehtojen pylväsluvut, vastaavasti
EBSD-analyysi näytteestä, jonka strain2 on 0. 12a, jossa BF on hallitseva mikrorakenne, samansuuntaiset BF-säikeet, jotka muodostavat samansävyisiä paketteja, nukleoituivat PAGB:n päälle ja ulottuivat koko jyvän yli tai törmäsivät toisiin BF-paketteihin. Sen sijaan kuvassa 11a PAGB:hen ydintyneet ja PA2:een ulottuneet samansuuntaiset BF-säikeet tukahdutettiin ja jäljelle jäänyt austeniitti muuttui epäsäännöllisesti järjestäytyneiksi AF-säikeiksi, mikä vastaa hyvin kuvissa 7b, c havaittuja piirteitä. On mielenkiintoista huomata, että mitä epäsäännöllisempi muuttunut mikrorakenne on, sitä enemmän α-raudan orientaatiot levittäytyvät pylväsluvuilla. α-raudan orientaatioiden leviämiseen on joitakin mahdollisia syitä. Hitaassa jäähdytysnopeudessa lopulliseen mikrorakenteeseen saattaa muodostua PF/QF-rakeita, jotka eivät välttämättä noudata K-S-suuntautuneisuussuhdetta kanta-austeniitin kanssa, johon ne kasvavat. α-raudan orientaatioiden leviäminen voi myös heijastaa muodonmuutoksen aiheuttamaa austeniitin orientaatioiden leviämistä ja useampien muunnostyyppien olemassaoloa, jota edistetään rakeensisäisellä nukleaatiolla.
Edellä esitettyjen mikrorakenneominaisuuksien perusteella voidaan rakeensisäisten nukleaatiokohtien käyttöönoton vaatimuksen lisäksi hypoteesina AF-muunnoksen esiintymiselle olettaa toinenkin ehto, joka on seuraava. Koska austeniitin raerajat ovat erittäin voimakkaita ydintymispaikkoja, BF-lohkareet ydintyvät ensin austeniitin raerajoille jäähdytyksen aikana. Jos nämä BF-lohkareet kehittyvät koko austeniittirakeeseen tai törmäävät muihin rajoilla syntyneisiin BF-lohkareisiin, muodostuu BF-dominantti mikrorakenne. Toisaalta, jos nämä rajalla syntyneet BF-lohkareet tukahdutetaan ennenaikaisesti tiettyjen mekanismien avulla eivätkä ne voi ottaa haltuunsa koko austeniitin perusjyvää, AF-muunnos tapahtuu rakeiden sisäisissä ydintymiskohdissa myöhemmän jäähdytysprosessin aikana. Siksi BF-säikeiden pidentymisen tukahduttamisen pitäisi olla toinen edellytys AF-muunnoksen esiintymiselle.
Mahdollinen BF-säikeiden pidentymistä tukahduttava mekanismi liittyy myös austeniitin muodonmuutokseen. Displaatiomuunnoksiin liittyy ristikkoatomien koordinoitua liikettä, ja tällainen liike glissirajapinnan voi tukahduttaa, jos se kohtaa voimakkaita vikoja, kuten austeniitin raerajoja tai muodonmuutoksen alarakenteita . Vähemmän vahvat viat, kuten yksittäiset sijoiltaanmenot, hidastavat myös tällaisten tuoterajapintojen etenemistä, mutta ne voidaan usein sisällyttää muunnostuoteverkkoon. Nämä mekanismit osoittavat, että austeniitin muodonmuutos voi hidastaa tai estää siirtymärajapintojen etenemistä. Tätä austeniitin plastisen muodonmuutoksen aiheuttamaa dislokaatiomuunnosten hidastumista kutsutaan austeniitin mekaaniseksi stabiloinniksi, ja se on havaittu kaikkien terästen dislokaatiomuunnosten, kuten Widmanstättenin ferriitin, martensiitin ja bainiitin, kohdalla.
Tätä mekaanista stabilointivaikutusta voidaan analysoida mallilla, joka on luotu tasapainottamalla etenevien rajapintojen ajojännitys ja dislokaatioiden aiheuttama vastusjännitys. Muodonmuutoksen tuomien dislokaatioiden aiheuttama vastusjännitys τ voidaan ilmaista seuraavasti:
jossa G on leikkauskerroin, v Poissonin suhdeluku ja ρ dislokaatiotiheys . Rajapintojen etenemistä ohjaava jännitys τ T on peräisin siirtymämuutoksen kemiallisen vapaan energian muutoksesta ΔG, τ T = ΦΔG, jossa Φ on vakio, jonka oletetaan olevan yhtä suuri kuin yksikkö. ΔG vaihtelee muuntumislämpötilan mukaan. Rajapintojen liike pysähtyy, kun ajojännitys τ T on yhtä suuri tai pienempi kuin vastusjännitys τ. Ajojännitys saadaan laskemalla kemiallisen vapaan energian muutos, ja tämän ajojännityksen perusteella saadaan pienin dislokaatiotiheys, joka kykenee tukahduttamaan displaatiomuunnoksen rajapintojen liikkeen.
Tässä tutkimuksessa testatun teräksen kemiallisen vapaan energian muutos laskettiin termodynaamisella laskentaohjelmalla Thermal-Calc, joka käyttää termodynaamisia tietoja (TCFE6-tietokanta) faasivakavuuksien ja vapaiden energioiden laskemiseksi. Bainiittimuunnokseen liittyvästä muodonmuutoksesta johtuva varastoitunut energia on noin 400 J/mol, joka vähennettiin laskentatuloksista. BF-muuntumisen käyttövoiman arvot (sen jälkeen kun 400 J/mol varastoitunut energia on vähennetty) eri lämpötiloissa on esitetty kuvassa 13a. Voidaan nähdä, että kun lämpötila on alle 645 °C, bainiittinen muutos on termodynaamisesti mahdollista testatulle teräkselle.
Vaihtelu a bainiittisen ferriittisen muodonmuutoksen ajovoiman ja b alimman rajapinnan liikettä vaimentavan dislokaatiotiheyden välillä austeniitin vastaavalla disorientaatiokulmalla muodonmuutoslämpötilan funktiona
Tulosten perusteella ajojännitystulokset, laskettiin austeniitin alimmat tukahduttamistehokkaat sijoittelutiheydet yhtälön avulla. (1), kun austeniitin leikkausmoduuli on 8 × 1010 Pa, Poissonin luku 0,27 ja Burgersin vektori 2,52 × 10-10 m . Deformoituneen austeniitin sijoittelutiheyttä on kuitenkin vaikea mitata. Siksi sijoittelutiheydet muunnettiin karkeasti rajapinnan disorientaatiokulmiksi suhteen bρ 1/2 ≈ θ mukaisesti, jossa θ on rajapinnan disorientaatiokulma.
Alhaisimmat tukahduttamistehokkaat sijoittelutiheydet ja vastaavat rajapinnan disorientaatiokulmat eri lämpötiloissa on esitetty kuvassa 13b. Lämpötilan noustessa, esimerkiksi 460 °C:sta 550 °C:een, alin suppressiivisesti vaikuttava rajan disorientoitumiskulma kasvaa 0,9°:sta 2,0°:een. Mitä tulee austeniitin muodonmuutoksen aikana muodostuviin käytännöllisiin aliraeksen suuntautumiskulmiin, tutkimuksessa tehtiin PSC-testejä Ni-29,5 % Fe-0,01 % C-0,02 % Mn -malliseokselle, jonka alkuperäinen raekoko oli ~ 50 μm, muodonmuutoslämpötila 900 °C, rasitusnopeus 1 s-1 ja rasitukset vaihtelivat välillä 0,2-0,7, jotka ovat hyvin samankaltaisia kuin tämän tutkimuksen kokeelliset olosuhteet. Tutkimuksessa keskimääräisen disorientaatiokulman (θ av) ja muodonmuutoksen (ε) välistä suhdetta 900 °C:ssa kuvattiin potenssilain yhtälöllä θ av = 1,77ε 0,23. Tätä suhdetta käytettäessä, kun rasitus on tässä tutkimuksessa 0,5, keskimääräinen rakeiden välinen disorientoitumiskulma on 1,5°. Mitä tulee disorientaatiokulmien jakaumaan, skaalautumishypoteesin mukaan keskimääräisillä disorientaatiokulmilla normalisoidut disorientaatiokulmien jakaumafunktiot ovat samat, eivätkä ne ole herkkiä materiaalin ja rasituksen määrälle. Tutkimuksessa esitetyn skaalautuvan jakauman perusteella suurin disorientaatiokulman tiheys näkyy ~ 0,7θ av , mikä vastaa 1,1°, kun θ av = 1,5°.
Siten tässä tutkimuksessa, jossa strain2 = 0,5, alentamalla muunnoslämpötilaa lisäämällä jäähdytysnopeutta, alin tukahduttamistehokas rajan disorientaatiokulman lisäys kasvaa, kuva. 13b, ja mahdollisuus, että BF-muunnosrajapinta pysäytetään muodonmuutoksen aiheuttamilla aliraerajoilla, vähenee, mikä johtaa siirtymiseen AF:stä BF:ään jäähdytysnopeuden kasvaessa 10-50 °C s-1. Toisin sanoen samalla rasituksella muuntumislämpötila ratkaisee, voivatko muodonmuutosalarakenteet tukahduttaa BF-säikeiden pidentymisen ja antaa tilaa AF:n kehittymiselle.
Yllä esitetyn mekanismin perusteella voidaan lisäksi ajatella, että jos deformoitunut austeniitti jäähdytetään hyvin nopeasti muodonmuutoslämpötilasta huoneenlämpötilaan, mikrorakenteessa pitäisi olla hyvin vähän AF-säikeitä. Sitä vastoin, jos deformoitunut austeniitti jäähdytetään hyvin nopeasti muodonmuutoslämpötilasta suhteellisen korkeaan lämpötilaan ja jäähdytetään sitten hitaasti, pitäisi saada aikaan AF-dominantti mikrorakenne. Näiden käsitysten todentamiseksi testattiin vielä kaksi näytettä. Näiden kahden näytteen muuttuneet mikrorakenteet esitetään kuvassa 14. Veden avulla sammutetun näytteen mikrorakenne koostuu pääasiassa BF:stä ja martensiitista, jonka morfologia on selvästi samansuuntainen, eikä rakeiden sisällä olevia ydintyneitä AF-säikeitä juurikaan esiinny. Kun taas toisessa näytteessä muunnettu mikrorakenne on AF-dominantti epäsäännöllisesti järjestäytyneenä, ja tämä todistaa edelleen, että jäähdytysnopeuden sijasta muunnoslämpötila on kriittinen parametri AF-muunnoksen esiintymiselle.
SEM-sekundaari elektronimikroskooppikuvat, joissa näkyvät muunnetut mikrorakenteet erilaisten jäähdytysprosesseiden jälkeen, kun strain2 on 0.5: a vesijäähdytetty huoneenlämpötilaan; b jäähdytetty 100 °C s-1 -nopeudella 600 °C:seen ja sen jälkeen jäähdytetty hitaasti 350 °C:seen 1 °C s-1 -nopeudella, jonka jälkeen vesijäähdytys huoneenlämpötilaan
On selvää, että suurilla jäähdytysnopeuksilla tai matalissa muunnoslämpötiloissa rakeensisäiset nukleaatiokohteet eivät kykene indusoimaan AF:n transformaatiota, ja transformoitunut mikrorakenne on BF:ssä vallitseva. BF-mikrorakenteiden osalta austeniitin muodonmuutos voi johtaa voimakkaaseen muunnosvalintaan, että BF-muunnokset, joiden habitaatiotasot ovat yhdensuuntaisia aktiivisten liukutasojen kanssa austeniitin muodonmuutoksen aikana, suosivat . Tällainen muunnosvalinta on havaittavissa PA2:ssa ja PA3:ssa kuvassa 12a. RD-ND-tasossa olevien hilarajojen jäljet ovat noin 32°:n päässä RD:stä, ja austeniitin ideaalisen tekstuurin pääkomponentin Schmid-kerroinanalyysin perusteella tasomuokkauksen puristuksen aikana aktiivisten liukutasojen jäljet RD-ND-tasossa ovat 19,5°-45°:n päässä RD:stä. Kun jäähdytysnopeus nousee 10 °C:sta 50 °C:een s-1, deformoituneen austeniitin efektiivinen raekoko kasvaa yhä suuremmaksi, koska BF-fraktio kasvaa ja austeniitin deformaatiosta johtuva BF-vaihtoehtojen voimakas valinta on lisääntynyt, kuten kuvassa 10b on esitetty.
Joitakin AF-mikrorakenteen ominaisuuksia on myös selitettävä tarkemmin.
- (1)
Vaikka PAGB:hen ydintyneitä BF-säikeitä on tukahdutettava, jotta AF:n kehittymiselle jäisi tilaa, rinnakkaisia BF-säikeitä, kuten kuvissa 7b, c on esitetty, ei esiinny jokaisessa PAGB:ssä. Tämä johtuu siitä, että muodonmuutosjännitys ei jakaudu tasaisesti kunkin austeniittirakeen sisällä. Normaalisti austeniitin raerajoilla jännitys on suurempi kuin jyvän sisäpuolella, ja vastaavasti austeniitin raerajan läheisyydessä sijaitsevien aliraerajojen suuntautumiskulmat ovat suuremmat kuin jyvän sisäpuolella olevien raerajojen suuntautumiskulmat. Siksi PAGB-ytimellä syntyneet BF-säikeet pysähtyvät todennäköisemmin lähelle austeniitin raerajoja muodostamatta suuria BF-paketteja.
- (2)
Jopa AF-dominoivissa mikrorakenteissa on edelleen joitakin pitkiä BF-säikeitä koko kanta-austeniitin rakeiden poikki. Tämä voi johtua epätasaisesti jakautuneista muodonmuutosjännityksistä eri kanta-austeniittirakeiden välillä. Tutkimuksessa raportoitiin muodonmuutoksen aiheuttamien alarakenteiden eroista eri suuntaisten austeniittirakeiden välillä .
- (3)
Vaikka muunnoslämpötilan nostaminen edistää austeniitin muodonmuutoksen mekaanista stabilointivaikutusta ja tukahduttaa BF-säikeet tehokkaammin, AF:n ja BF:n suurin mahdollinen muunnostilavuus pienenee muunnoslämpötilan noustessa, ja se saavuttaa lopulta nollan bainiittisen muunnoksen alkamislämpötilassa bainiittisen muodonmuutoksen epätäydellisen muodonmuutoksen epätäydellisen muodonmuutosilmiön mukaisesti. Siksi jatkuva jäähdytysnopeus ja jäähdytyksen keskeytyslämpötila on valittava huolellisesti, jotta BF-säikeiden pidentyminen voidaan pysäyttää ja saada samanaikaisesti suuri tilavuusosuus AF-mikrorakennetta, ja jatkuva jäähdytys on sopivampi kuin isoterminen pito AF:n suuren tilavuusosuuden saamiseksi.
- (4)
PF-muunnos tapahtui ennen kuin sekä AF että BF voivat kuluttaa ydintymispaikat PAGB:llä ja mikä tärkeämpää, PF-jyvistä jakautuneet kiinteän liuoksen atomit voivat vakauttaa viereistä austeniittia ja hidastaa bainiitin ydintymistä . Lisäksi intragranulaarisesti muodostuneet PF-rakeet voivat myös tukahduttaa BF-säikeet. Näin ollen PF-rakeiden muodostumisesta on hyötyä AF-muuntumiselle. PF-rakeiden olemassaolo kuitenkin epäilemättä alentaa lujuutta. Huolimatta AF-muuntumista edistävästä vaikutuksesta PF-rakeiden muodostuminen ei ole AF-muuntumisen edellytys. Tutkimuksessa, jossa jäähdytettiin austeniitin muodonmuutoslämpötilasta 850 °C isotermiseen säilytyslämpötilaan 500-600 °C nopeudella 75 °C s-1, AF-muodonmuutos tapahtui edelleen ilman PF-muodonmuutoksen apua. Samoin tässä tutkimuksessa voidaan nähdä kuvasta 14, että kun jäähdytysnopeus on 100 °C s-1 PF-muuntumisen häiriöiden vähentämiseksi, AF on edelleen hallitseva mikrorakenne. Toisin sanoen PF/QF-muuntuminen ei ole edellytys AF-muuntumiselle.