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  • 1 # 寒來一暑往

    奧氏體(Austenite)是鋼鐵的一種層片狀的顯微組織,通常是ɣ-Fe中固溶少量碳的無磁性固溶體,也稱為沃斯田鐵或ɣ-Fe。奧氏體的名稱是來自英國的冶金學家羅伯茨·奧斯汀。奧氏體塑性很好,強度較低,具有一定韌性,不具有鐵磁性。奧氏體因為是面心立方,八面體間隙較大,可以容納更多的碳。空間結構:奧氏體為面心立方結構,碳氮等間隙原子均位於奧氏體晶胞八面體間隙中心,及面心立方晶胞的中心和稜邊的中點。假如每一個八面體的中心各容納一個碳原子,則碳的最大溶解度應為50%(摩爾分數),相當於質量分數約20%。實際上碳在奧氏體中的最大溶解度為2.11%(質量分數),這是由於ˠ-Fe的八面體間隙的半徑僅為0.052nm,比碳原子的半徑0.086nm小。碳原子溶入將使八面體發生較大的膨脹,產生畸變,溶入越多,畸變越大,晶格將不穩定,因此不是所有的八面體間隙中心都能溶入一個碳原子,溶解度是有限的。碳原子溶入奧氏體中,使奧氏體晶格點陣發生均勻對等的膨脹,點陣常數隨著碳含量的增加而增大。大多數合金元素如Mn.Cr.Ni.Co.Si等,在ˠ-Fe中取代Fe原子的位置而形成置換固溶體。替換原子在奧氏體中的溶解度各不相同,有的可無限溶解,有的溶解度甚微。少數元素,如硼僅存在於浸提缺陷處,如晶界、位錯等。主要效能:奧氏體是最密排的點陣結構,緻密度高,故奧氏體的體積質量比鋼中鐵素體、馬氏體等相的體積質量小。因此,鋼被加熱到奧氏體相區時,體積收縮,冷卻時,奧氏體轉變為鐵素體—珠光體等組織時,體積膨脹,容易引起內應力和變形。奧氏體的點陣滑移系多,故奧氏體的塑性好,屈服強度低,易於加工塑性成形。因此,鋼錠,鋼坯,鋼材一般被加熱到1100˚C以上奧氏體化,然後進行鍛軋,塑性加工成材或加工成零部件。一般鋼中的奧氏體具有順磁性,因此奧氏體鋼可以作為無磁性鋼。然而特殊成分的Fe—Ni軟磁合金,也具有奧氏體組織,卻具有鐵磁性。奧氏體導熱性差,線膨脹係數大,比鐵素體和滲碳體的平均線性膨脹係數高約一倍。故奧氏體鋼可以用來製造熱膨脹靈敏的儀表元件。在碳素鋼中,鐵素體,珠光體,馬氏體,奧氏體和滲碳體的導熱係數分別為77.1,51.9,29.3,14.6和4.2。可見,除滲碳體外,奧氏體的導熱性最差,尤其是合金度較高的奧氏體鋼更差,所以,厚鋼件在熱處理過程中應當緩慢冷卻和加熱,以減少溫差熱應力,避免開裂。

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