（1）二次碳化物的析出

鉻系白口鑄鐵是指含Cr2%~28%的合金白口鑄鐵，在鑄態冷卻過程中，其基體相（奧氏體及其轉變產物）過飽和地溶解了合金元素及碳元素，因而在能量上處于不穩定狀態，在以后熱處理加熱過程中，隨著加熱溫度的升高，碳及合金元素的擴散能力逐漸增加，必然導致二次碳化物的析出，如圖，Cr-Mo-Cu白口鑄鐵膨脹曲線上第一個一臺所示，此處加熱溫度為480~510℃，該溫度即為二次碳化物析出溫度。

二次碳化物開始析出時，在基體上形成細小的、高度彌散的顆粒狀碳化物。隨著加熱溫度升高，保溫時間延長，在二次碳化物繼續析出的同時，已析出的二次碳化物開始聚集和長大，形成條狀，塊狀和針狀二次碳化物。

 

二次碳化物的析出，將使此時的奧氏體中合金元素及碳元素含量降低，并相應地提高了馬氏體轉變開始溫度M_s及馬氏體轉變張了溫度M_f，從而有利于在隨后冷卻過程中增加馬氏體數量和減少殘余奧氏體量。同時，奧氏體中合金元素含量的降低了導致鉻系白口鑄鐵的奧氏體轉變曲線的左移，也就是說，二次碳化物的析出，將導致鉻系白口鑄鐵淬透性的降低。

（2）碳及合金元素的溶解度升高

上述二次碳化物的析出僅是鉻系白口鑄鐵在熱處理加熱過程中相變問題的一個方面。另一個方面是，當加熱溫度超過其共析轉變溫度時，隨著加熱溫度的升高，奧氏體中碳及合金元素的溶解度也將隨之升高，這將導致已析出二次碳化物重新溶入奧氏體中，使奧氏體中碳及合金元素溶解量增高，從而導致鉻系白口鑄鐵的淬透性培養高和馬氏體轉變開始溫度M_s及馬氏體轉變終了溫度M_f的下降。

鉻系白口鑄鐵熱處理加熱過程中二次碳化物的析出和溶入，這質上是改變了奧氏體中合金元素含量，從而影響其淬透性，同是也影響其熱處理轉變產物的成分，因此，對鉻系白口鑄鐵熱處理過程起著支配作用。

通過高溫金相顯微鏡對Cr-Mo-Cu白口鑄鐵加熱過程的連續觀察分析，在二次碳化物開始析出的溫度至共析轉變漸度之是，是單純的二次碳化物析出過程，并伴隨著聚集長大，而在共析轉變溫度以上，則二次碳化物析出和溶入這兩個過程就同時進行，在共析轉變溫度至某一溫度之間，奧氏體仍處于過飽狀態，二次碳化物析出速度仍然超過其溶入速度，在此溫度區間加熱，二次碳化物仍以析出為主，而在某一溫度以上時，二次碳化物溶入速度則要超過其析出速度，在此溫度以上加熱時，二次碳化物則以溶入為主。因此，若加熱溫度選擇較低，處于二次碳化物析出為主的溫主區間。二次碳化物較多，并彌散分布在奧氏體中，使奧氏體的有效晶粒度大大減小，以至在隨后的冷卻過程中所形成的馬氏體呈隱針狀。同時由于奧氏體中碳及合金元素的含量低，所轉變的馬氏體中含碳量也較低，殘余奧氏體數量較少；反之，若析出的二次碳化物較少，則所轉變的馬氏體呈粗針狀，其含碳量較高，并且殘余奧氏體量也較多。因此，鉻系白口鑄鐵熱處理過程中加熱溫度的選擇，實質上取決于二次碳化物的析出與溶入速度，以決定其淬火態組織與力學性能，并且影響其淬透性。關于淬火加熱溫度對高鉻鑄鐵硬度的影響如圖所示。

 

 

它表明，淬火加熱溫度對硬度的影響大，對每一個冷卻速度來講，硬度-加熱溫度曲線都出現峰值。峰值點對應的溫度就是每個冷卻速度最佳的加熱溫度。不同的冷卻速度，其最佳的加熱溫度不同，冷卻速度愈慢，其最佳加熱溫度愈高。可以說，最佳淬火加熱溫度是冷卻速度的函數，以上規律也是由于二次碳化物的析出規律所決定的。如果最佳淬火加熱溫度被理解為在這個溫度下進行淬火，則冷至室溫時析出的二次碳化物數量最為合適，這樣，既保證了奧氏體全部轉變為馬氏體，又保證了馬氏體含有合適的含碳量。