( ) (1.4) Chiều sâu khuếch tán của C trong austenit phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ.
38 Một trong các cơ chế chuyển biến austenit thành ferit là cơ chế chuyển biến
Một trong các cơ chế chuyển biến austenit thành ferit là cơ chế chuyển biến toàn khối. Đặc trưng của cơ chế này chính là chuyển biến được kiểm soát nhờ mặt phân cách. Tại mặt phân cách này, các nguyên tử sẽ nhảy qua biên giới pha khi không có hiện tượng khuếch tán phạm vi rộng (thành phần austenit và ferit giống nhau) và không có quan hệ hướng đặc biệt giữa hai pha austenit và ferit [77, 78]. Hiện tượng chuyển biến trong toàn khối xảy ra khi động lực hoá học đủ lớn để cho phép việc tạo mầm và phát triển mầm xảy ra trong toàn khối. Khi động lực khá nhỏ, việc chuyển pha sẽ bị khống chế bởi khuếch tán đường dài để đảm bảo rằng, ferit được hình thành sẽ phù hợp về mặt năng lượng. Tuy nhiên, nếu độ quá nguội quá lớn, chuyển biến quá nhanh, chuyển biến mactensit sẽ xảy ra và các pha nhiệt độ cao sẽ hình thành.
Do việc tái cấu trúc phạm vi hẹp của các liên kết nguyên tử, tốc độ chuyển biến nói trên thường xảy ra khá nhanh. Do tính linh động của bề mặt phân cách được kiểm soát bởi khuếch tán hoặc do các nguyên tử riêng rẽ dịch chuyển xuyên qua biên giới, cho nên, bề mặt phân pha austenit/ferit có thể vượt qua biên giới hạt austenit kể cả khi xuất hiện sự khác biệt về quan hệ hướng giữa pha mẹ và pha sản phẩm.
Vấn đề đặt ra là, trong chuyển biến austenit ferit thứ cấp có xảy ra hiện tượng liền mạng giữa mầm và pha mẹ hay không. Có hai luồng quan điểm. Luồng quan điểm thứ nhất cho rằng, do chưa nghiên cứu kỹ quan hệ hướng cho nên giữa mầm và pha mẹ không có sự liền mạng. Luồng quan điểm thứ hai cho rằng, do năng lượng bề mặt dùng cho tạo mầm và để cho mầm được tạo thành với tốc độ cao, cần phải có sự liền mạng một phần giữa mầm và pha mẹ. Tiếp theo, quá trình phát triển của mầm có thể làm biến đổi hoàn toàn hạt ban đầu và mặt phân cách có thể vượt qua biên giới để đi vào trong hạt bên cạnh. Với hiện tượng này, không quan sát thấy bất kỳ một quan hệ hướng (orientational relationship) thích hợp nào ở giai đoạn cuối của quá trình. Cơ chế gờ mép giải thích cho sự lớn lên của hạt trong chuyển biến [77, 78, 79].
Trong quá trình chuyển pha, khuếch tán của các nguyên tố hợp kim thay thế trong nền sắt tỏ ra rất chậm chạp ngay cả khi nhiệt độ tương đối cao. Có nghĩa là, chuyển biến austenit-ferit với cơ chế khuếch tán trong hợp kim này, rất chậm. Tuy nhiên, chuyển biến austenit ferit sẽ xảy ra mạnh hơn nếu các nguyên tố hợp kim không làm gián đoạn mặt phân cách austenit/ferit [80].
Về mặt nhiệt động học, chuyển biến không phân huỷ chỉ xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ (To) là nhiệt độ mà tại đó năng lượng tự do hai pha bằng nhau (ferit và austenit). Các tính chất như độ linh động mặt phân cách, tính linh động của các nguyên tử bên trong mặt phân cách và lý thuyết cản trở của chất tan là cơ sở để giải thích cơ chế chuyển biến trong toàn khối [81, 82].
Chuyển biến austenit thành ferit xảy ra theo hai cơ chế, a) tạo mầm và phát triển mầm ferit mới sinh tại các vị trí như: góc và cạnh hạt austenit và b) Tạo mầm và phát triển mầm ferit delta (Fe-) nhiệt độ cao bên trong hạt austenit. Cơ chế b) tỏ ra là cơ chế thích hợp với hợp kim không chứa Ti nghĩa là chứa ít Fe-. Các pha mới sẽ hình thành trong giai đoạn ban đầu của chuyển biến. Hiện tượng thô hạt các pha