雙相不銹鋼中的奧氏體形成與長(cháng)大是受擴散控制的過(guò)程，在退火的短時(shí)保溫過(guò)程中，碳的擴散在該過(guò)程中占主導地位。加熱至臨界區時(shí)，奧氏體首先在鐵素體和珠光體的交界面形核，在實(shí)驗中的溫度下，形核過(guò)程是瞬時(shí)完成的，奧氏體很快就進(jìn)入長(cháng)大狀態(tài)。奧氏體的長(cháng)大過(guò)程中，碳擴散的路徑是沿著(zhù)珠光體一奧氏體的交界面進(jìn)行的，珠光體的溶解速度非常迅速，這與珠光體的片層間距較小有關(guān)，并且隨著(zhù)溫度的升高，擴散速率會(huì )迅速增加，甚至以幾個(gè)數量級的倍數增加。

    雙相不銹鋼退火溫度較低時(shí)，奧氏體的長(cháng)大通常是沿著(zhù)鐵素體的晶界長(cháng)大，方向平行于鐵素體的晶界。所以，在圖中，可以觀(guān)察到在臨界退火溫度較低時(shí)(710℃、730℃)，組織中出現了帶狀組織。奧氏體長(cháng)大方式與碳元素的擴散方式有很大關(guān)系，在溫度較低時(shí)質(zhì)量傳遞多于晶界擴散的方式進(jìn)行，而溫度升高后，質(zhì)量傳遞多于體擴散的方式進(jìn)行。而垂直于晶界的長(cháng)大速率受體擴散控制，平行于晶界的長(cháng)大速率受晶界擴散的控制。所以，在低溫狀態(tài)下，奧氏體優(yōu)先選擇平行于晶界的長(cháng)大方式，造成了帶狀組織和奧氏體尺寸不均的現象。這種非對稱(chēng)的長(cháng)大方式，與晶界擴散和體擴散的激活能有直接的關(guān)系，提高臨界退火溫度，可以提供更高的擴散激活能，所以在750℃和780℃時(shí)，組織中的帶狀組織得到消除，并且馬氏體島尺寸基本一致，并呈均勻分布。

    雙相不銹鋼快速加熱是為了能夠得到細化鐵素體和奧氏體的目的。以非?？斓乃俣燃訜岬絻上鄥^，會(huì )增加奧氏體的形核點(diǎn)，加熱溫度升高，碳和合金元素的擴散速率提高，可以加速奧氏體的形成過(guò)程，在實(shí)驗結果中也看到了奧氏體呈均勻彌散的分布。而對于鐵素體，通過(guò)快速加熱所預期的是要充分的抑制回復的過(guò)程，為再結晶提供更多的能量。但在低溫條件下，鐵素體內部仍然有一部分因回復而產(chǎn)生的亞晶組織，這一定程度上抑制了晶粒的細化，并且在變形的過(guò)程中會(huì )使位錯的滑移受到影響，在退火溫度為710℃時(shí)的拉伸曲線(xiàn)上出現了小的屈服平臺，與鐵素體中存在的亞結構有一定的關(guān)系。

    馬氏體的體積分數隨溫度升高而增大，該變化趨勢在710℃~750℃條件下變化趨勢較為平穩，但是在780℃時(shí)有很大的增加。在臨界退火溫度為780℃條件下，珠光體的溶解速率是730℃的103倍，考慮到快速加熱時(shí)的兩相區上移，這與本實(shí)驗中的結果吻合，即在780℃時(shí)，奧氏體的長(cháng)大速率有了非常大的升高，即使在非常短的保溫時(shí)間內，仍然能夠大幅度提升馬氏體的體積分數。對應實(shí)驗鋼管的加工硬化指數的變化趨勢也可以看出，710℃~750℃時(shí)的刀值變化平穩，而到780℃時(shí)下降非常明顯。

    加工硬化能力下降與馬氏體的形態(tài)和結構有關(guān)系。在實(shí)驗鋼管碳的成分含量一定的條件下，馬氏體的體積分數越高，則馬氏體中的碳含量越低。由圖可見(jiàn)，750℃臨界退火條件下生成的馬氏體大多為板條馬氏體，板條間距較小，內部可見(jiàn)大量的位錯亞結構，并可見(jiàn)少量的高碳馬氏體，亞結構為孿晶。退火溫度升高至780℃時(shí)，馬氏體的晶粒尺寸增大，內部結構都為板條結構，板條間距明顯增大。拉伸試驗的結果通常是雙相鋼中各相變形特性和各相之間的相互作用的綜合反應，與鐵素體和馬氏體的變形特性和各相之間的變形相容性有關(guān)。馬氏體體積分數的增加必然會(huì )是實(shí)驗鋼管的強度有所提高，但是通過(guò)觀(guān)察可發(fā)現780℃時(shí)的拉伸曲線(xiàn)在較高的應力下才體現出了加工硬化的現象，而其他工藝下的實(shí)驗鋼管則在較小的應力下便呈現了較明顯的加工硬化行為。所以，溫度的升高降低了實(shí)驗鋼管在初始屈服時(shí)的流變應力敏感性，而含碳量較少的馬氏體硬度較小，使加工硬化過(guò)程不充分時(shí)就發(fā)生了斷裂，從而降低了實(shí)驗鋼管的加工硬化性能。另外，結合得好的馬氏體-鐵素體相界會(huì )使微孔的產(chǎn)生和聚集發(fā)生困難，推遲頸縮的發(fā)生，從而提高雙相不銹鋼鋼的加工硬化性能。對比圖可見(jiàn)退火溫度為750℃的實(shí)驗鋼管中馬氏體的晶界較圓滑，從而降低了相界處的應力集中，這也是其表現出良好的加工硬化能力的原因之一。