大多數(shù)熱處理過(guò)程，首先必須把鋼加熱到奧氏體狀態(tài)，然后以適當(dāng)?shù)姆绞嚼鋮s以獲得所期望的組織和性能。通常把鋼加熱獲得奧氏體的轉(zhuǎn)變過(guò)程稱為“奧氏體化”。加熱時(shí)形成的奧氏體的化學(xué)成分、均勻化程度及晶粒大小以及加熱后溶入奧氏體中的碳化物等過(guò)剩相的數(shù)量和分布狀況，直接影響鋼在冷卻后的組織和性能。因此，研究鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變規(guī)律，控制加熱規(guī)范以改變鋼在高溫下的組織狀態(tài)，對(duì)于充分挖掘鋼材性能潛力、保證熱處理產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。
共析鋼中奧氏體的形成由下列四個(gè)基本過(guò)程組成：奧氏體形核、奧氏體長(zhǎng)大、剩余滲碳體溶解和奧氏體成分均勻化，如圖所示。
a)A形核 b）A長(zhǎng)大 c）剩余Fe3C溶解 d）A均勻化
01 奧氏體的形核
將鋼加熱到Ac1以上某一溫度保溫時(shí)，珠光體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，通常首先在鐵素體和滲碳體相界面上形成奧氏體晶核，這是由于鐵素體和滲碳體相界面上碳含量分布不均勻，原子排列不規(guī)則，易于產(chǎn)生濃度和結(jié)構(gòu)起伏區(qū)，為奧氏體形核創(chuàng)造了有利條件。珠光體群邊界也可能成為奧氏體的形核部位。
02 奧氏體的長(zhǎng)大
奧氏體晶核形成以后即開始長(zhǎng)大。奧氏體晶粒長(zhǎng)大是通過(guò)滲碳體的溶解、碳在奧氏體和鐵素體中的擴(kuò)散和鐵素體繼續(xù)向奧氏體轉(zhuǎn)變而進(jìn)行的。奧氏體形核后的長(zhǎng)大，是新相奧氏體的相界面向著鐵素體和滲碳體這兩個(gè)方向同時(shí)推移的過(guò)程。通過(guò)原子擴(kuò)散，鐵素體晶格先逐漸改組為奧氏體晶格，然后通過(guò)滲碳體的連續(xù)不斷分解和鐵原子擴(kuò)散而使奧氏體晶核不斷長(zhǎng)大。碳在奧氏體中擴(kuò)散的同時(shí)，在鐵素體中也進(jìn)行著擴(kuò)散。
由于鐵素體與奧氏體相界面上的濃度差遠(yuǎn)小于滲碳體與奧氏體相界的濃度差，因而鐵素體向奧氏體的轉(zhuǎn)變速度比滲碳體溶解的速度快得多。因此，珠光體中的鐵素體總是首先消失。當(dāng)鐵素體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體時(shí)，可以認(rèn)為珠光體向奧氏體的轉(zhuǎn)變基本完成，但是仍有部分剩余滲碳體未溶解，此時(shí)奧氏體的平均碳含量低于共析成分，說(shuō)明奧氏體化過(guò)程仍在繼續(xù)。
03 剩余滲碳體的溶解
鐵素體消失后，在繼續(xù)保溫或繼續(xù)加熱時(shí)，隨著碳在奧氏體中的繼續(xù)擴(kuò)散，剩余滲碳體不斷向奧氏體中溶解。
04 奧氏體成分均勻化
當(dāng)滲碳體剛剛?cè)咳苋電W氏體后，奧氏體內(nèi)碳含量仍是不均勻的，原來(lái)是滲碳體的地方碳含量較高，而原來(lái)是鐵素體的地方碳含量較低，只有經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的保溫或繼續(xù)加熱，讓碳原子進(jìn)行充分的擴(kuò)散才能獲得成分均勻的奧氏體。
亞共析鋼和過(guò)共析鋼的奧氏體化過(guò)程同共析鋼基本相同。加熱溫度僅超過(guò)Ac1時(shí)，只能使原始組織中的珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，仍保留一部分先共析鐵素體或先共析滲碳體。只有當(dāng)加熱溫度超過(guò)Ac3或Accm并保溫足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，才能獲得均勻的單相奧氏體。
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