含鉻熱加工工具鋼的微觀組織和力學性能由其成分和熱處理工藝決定，就X38CrMoV5-1而言，它的熱處理工藝一般包括淬火和回火。奧地利研究人員通過膨脹測定法和原子探針層析技術（APT），對熱加工工具鋼X38CrMoV5-1在連續加熱至回火溫度過程中微觀組織的形成進行觀察，重點研究了殘留奧氏體的分解（第二階段）和碳化物的形成（第三和第四階段）。首先，研究人員將試樣加熱至400℃、500℃和610℃，然后在610℃時保壓600秒，采用膨脹測定法和原子探針層析技術觀察回火反應。結果顯示，在450℃至550℃區間，試樣內部發生明顯反應，過渡型碳化物轉變為M3C型碳化物。原子探針結果證明了第二階段的存在，表明在冷卻過程中生成了新的馬氏體。通過原子探針層析技術，回火初期試樣微觀結構中納米級殘留奧氏體薄層的形成過程得到顯現。呈片狀分布的合金碳化物在片狀層面析出，引起殘留奧氏體中碳含量減少。隨著合金碳化物的析出，殘留奧氏體開始分解為鐵素體和碳化鐵。Cr7C3合金碳化物在碳化鐵/α界面間的形成過程同樣可通過原子探針層析技術得到顯現。所有小顆粒的碳化鐵中均發生了前面的鉻富集，而在大顆粒中只有外殼附近的碳化鐵發生了鉻富集。與基體內部形成的碳化物相比，殘留奧氏體形成的碳化物中碳含量更高，這說明合金碳化物在殘留奧氏體中的轉變速度更快。

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