金相組織為16Mn鋼熱模擬試樣按試驗方案，分別保溫不同時間后淬火所得的組織照片。可以看出，在CyA相變初期的60s內(nèi)，15MnVN的鐵素體形核與長大速度明顯高于16Mn.15MnVN中CyA相變鐵素體晶粒的數(shù)量隨等溫時間延長而顯著增加，而16Mn鋼中CyA相變鐵素體晶粒的數(shù)量變化很??；在等溫60s之后，16Mn中鐵素體晶粒數(shù)量迅速增加，等溫至180s時，CyA相變基本結(jié)束，兩者鐵素體百分含量基本持平，開始有珠光體生成。

　　不同保溫時間淬火后鐵素體析出體積分?jǐn)?shù)/%鋼種15MnVN鋼650e等溫不同時間淬火組織650e等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)曲線圖采用Avrami方程<3>對CyA等溫轉(zhuǎn)變分?jǐn)?shù)進(jìn)行分析。Avrami方程表述為公式（1）。

　　f=1-exp（-ktn）（1）式中：f為轉(zhuǎn)變分?jǐn)?shù)；n是冪指數(shù)，在形核機理不變的情況下，與溫度無關(guān)；k與形核和長大速度有關(guān)。將公式（1）進(jìn)行數(shù)學(xué)變換得到公式（2）：lnln（1/（1-f））=nlnt+lnk（2）顯然，lnln（1/（1-f））與lnt呈線性關(guān)系，而n值為曲線斜率，經(jīng)線性擬合得到15MnVN鋼n值為1.65；16Mn鋼n值為1.58.可見，15MnVN形核速度大于16Mn，。

　　因為，exp（-0.7）=0.5，50%轉(zhuǎn)變時間（t0.5）可表示為：t0.5=（0.7/k）1/n（3）也就是說k=0.7/t0.5n，經(jīng)計算，15MnVN鋼k值為1.7E-3；16Mn鋼k值為4.69E-4，說明15MnVN轉(zhuǎn)變速度高于16Mn鋼。

　　討論V（C，N）在鐵素體中的析出主要分為相間析出和一般析出兩大類，普遍認(rèn)為，在650e等溫條件下，主要為一般析出<4>。的等溫轉(zhuǎn)變S型曲線及分析表明：在CyA相變初期，鐵素體首先形核于原奧氏體晶界處，15MnVN中鐵1素體形核速度較快，形核點增加迅速，其原因只能是：在快速降溫至650e的過程中，部分VN先析出于奧氏體晶界處及晶界附近，對隨后進(jìn)行的CyA相變鐵素體形核產(chǎn)生了促進(jìn)作用。由于VN與鐵素體共格性很好，VN析出顆粒有時可以獨立作為CyA相變鐵素體的形核位置，為VN促進(jìn)鐵素體形核示意圖。

　　VN對CyA相變的影響示意圖然而，僅依靠這些VN析出顆粒，不足以使15MnVN保持如此大的鐵素體生長優(yōu)勢。當(dāng)這部分奧氏體中析出的VN顆粒被全部利用之后，晶界處先析出的仿晶型鐵素體周圍的附生鐵素體開始迅速形核長大。使15MnVN繼續(xù)保持鐵素體轉(zhuǎn)變量的優(yōu)勢，直至60s以后，16Mn中附生鐵素體開始大量生長為止。可以推斷：兩鋼種相變初期60s內(nèi)的鐵素體轉(zhuǎn)變量的差別，應(yīng)歸因于這些先析出于奧氏體中的VN顆粒的影響，而附生鐵素體的生長放大了這種影響效果。

　　利用上述試驗結(jié)果，可以解釋實際工業(yè)生產(chǎn)中含V-N合金的HRB40或15MnVN鋼晶粒細(xì)化的現(xiàn)象，相變前的奧氏體要經(jīng)歷數(shù)次再結(jié)晶過程，在約900e終軋后，快速冷卻，降溫至約650e，奧氏體晶界形變能早已被奧氏體再結(jié)晶過程消耗殆盡，不足以促進(jìn)CyA相變過程。而在奧氏體中析出的VN顆粒加速了相變初期鐵素體形核過程，增加了鐵素體形核點，在快速冷卻工藝下，過冷度增加了CyA相變驅(qū)動能，鐵素體晶粒形核點進(jìn)一步增加。與上述等溫過程中附生鐵素體轉(zhuǎn)變過程相似，由于有相變初期鐵素體數(shù)量的優(yōu)勢，在這一階段，HRB400繼續(xù)保持鐵素體形核優(yōu)勢，而且，隨著溫度降低，鐵素體生長速度減緩。

　　因此，最終的HRB400（含V-N）鐵素體晶粒尺寸必然小于HRB335（相當(dāng)于16Mn）。

　　結(jié)論通過16Mn、15MnVN鋼的等溫）淬火試驗結(jié)果的比較，證明微合金元素化合物VN加速了C-Mn鋼CyA相變鐵素體的形核過程，縮短孕育期，提高鐵素體生長速度。利用定量金相學(xué)原理及Avrami方程，分析了兩鋼種650e等溫轉(zhuǎn)變的k、n值。表示形核速度的n值分別為1.65和1.58；表示鐵素體生長速度的k值分別為4.69E-4和1.7E-3.