奥氏体组织及性能VIP专享

奥氏体的组织及性能奥氏体的组织结构：奥氏体是碳溶于 γ-Fe 所形成的固溶体。碳原子位于 γ-Fe 八面体间隙的中心，即面心立方点阵晶胞的中心或棱边的中点，如图 1所示。假如每一个八面体间隙中心各容纳一个碳原子，则碳在奥氏体中的最大溶解度应为 20%（质量）。但实际上碳在 γ-Fe 中的最大溶解度仅为 2.11%（质量）。这是因为 γ-Fe 八面体间隙的半径仅为0.052nm，小于碳原子的半径 0.077nm。碳原子的溶入将使该八面体间隙发生膨胀而使周围的八面体间隙减小。因此不是所有的八面体中心均能容纳入一个碳原子。 图 1 奥氏体的晶体结构图 2 奥氏体点阵参数与碳含量的关系碳原子的溶入使 γ-Fe 的点阵发生畸变，点阵参数增大。溶入的碳越多，奥氏体的点阵参数越大（如上图 2 所示）。碳原子在奥氏体中的分布是不均匀的，存在着浓度梯度。在合金钢的奥氏体中，除碳原子外，溶于 γ-Fe 中的还有合金元素原子。碳、氮等间隙原子位于 γ-Fe 八面体间隙的中心，而锰、硅、铬、镍、钴等合金元素的原子则置换部分铁原子，处于面心立方点阵的结点位置。奥氏体的组织形态与原始组织、加热速度以及加热转变的程度等有关，可以是颗粒状（图 3），也可以是针状，一般均为颗粒状。但非平衡态的含碳量较低的钢以较低的速度加热到（α+γ）两相区时可以得到针状奥氏体（图 4）。加热转变刚结束时所得的颗粒状奥氏体晶粒比较细小，晶粒边界呈不规则弧形。经过一段时间高温保温后，奥氏体晶粒将长大，晶粒边界将通过平直化而变直，呈等轴多边形。有的奥氏体晶粒内还可能存在孪晶。图 5 为 Mn18钢经 1050~1080℃固溶处理得到的孪晶奥氏体，晶界上有极少量碳化物，晶粒大小不一，孪晶线明显。由于各晶粒位向不同，各晶粒截面受蚀程度不同，表现出不同色泽。图 3 1Cr18Ni9Ti 固溶处理图 4 奥氏体的图 5 Mn18 钢带有 后的等轴奥氏体颗粒状组织针状组织孪晶的奥氏体奥氏体的性能：奥氏体是钢中的高温稳定相，但若钢中加入足够量的能扩大 γ相区的元素，则可使奥氏体在室温成为稳定相。因此，奥氏体可以是钢在使用时的一种组织状态，以奥氏体状态使用的钢称为奥氏体钢。在钢的各种组织中，具有面心立方点阵的奥氏体的硬度和屈服强度均不高，碳的固溶也不能有效地提高其硬度和强度；因为面心立方点阵滑移系统多，奥氏体的塑性很好，易于变形，即加工成形性好；又因面心立方点阵是一种最密排的点阵结构，致密度高，所以奥氏体的比容...