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过冷奥氏体是一种在金属材料中形成的结构,它是在低于材料的平衡熔点时形成的一种非晶态或亚晶态结构，具有非常高的硬度和强度。过冷奥氏体的形成通常是通过快速冷却或快速凝固来实现的，这种快速过程可以防止材料中原子的重新排列，从而形成非晶态或亚晶态结构。 在过冷奥氏体的结构中，原子的排列方式非常紧密，没有规则的晶体结构。这种结构的形成使材料具有了很强的力学性能，如高硬度、高强度和高韧性等。过冷奥氏体在材料制备和加工中具有重要的应用价值，可以用来制备高强度、高韧性和高耐磨性的材料，如钢、铁、铝等。此外过冷奥氏体还可以用来制备非晶态合金、纳米材料等。 过冷奥氏体的形成是一个复杂的过程，涉及到材料的物理和化学性质，如熔点、熔化热、表面张力、原子间的相互作用力等。因此，在实际应用中，需要对材料的物理和化学性质进行深入的研究和了解，以便更好地控制和调节过冷奥氏体的形成和性质。 总之，过冷奥氏体是一种重要的材料结构，具有非常高的硬度和强度，广泛应用于材料制备和加工中。对于未来的材料科学和工程领域而言，过冷奥氏体的研究和应用具有非常重要的意义，可以为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
淬火残留奥氏体评级图金相图谱，奥氏体是碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体，仍保持γ-fe的面心立方晶格。晶界比较直，呈规则多边形；淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处。 奥氏体是碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体，仍保持γ-fe的面心立方晶格。晶界比较直，呈规则多边形；淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处。
回火相变的概念 回火温度通常在200-300℃之间。所得组织为回火马氏体。钢淬火后的残余奥氏体量主要取决于钢的化学成分。 残余奥氏体本质上与过冷奥氏体相同，过冷奥氏体可能发生的转变，残余奥氏体都可能发生。但与过冷奥氏体相比，已经发生的转变将给残余奥氏体带来化学成分上以及物理状态上的变化，如塑性变形、弹性畸变以及热稳定化等等，这些因素都会影响残余奥氏体的转变动力学。 残余奥氏体向珠光体及贝氏体的转变 将淬火钢加热到Ms点以上、A1点以下各个温度等温保持，残余奥氏体在高温区将转变为珠光体，在中温区将转变为贝氏体。 图1 Fe-0.7C-1Cr-3Ni钢奥氏体等温转变动力学图 Fe-0.7C-1Cr-3Ni钢中残余奥氏体的等温转变动力学曲线如图所示，图中虚线为过冷奥氏体，实线为残余奥氏体。 由图可见，两者的等温转变动力学曲线十分相似，但一定量马氏体的存在能促进残余奥氏体转变，尤其使贝氏体转变显著加速。金相观察证明，此时的贝氏体均在马氏体与残余奥氏体的交界面上形核，故马氏体的存在增加了贝氏体的形核部位，从而使贝氏体转变加速。但当马氏体量增大到一定程度后，由于残余奥氏体的状态发生很大变化，反而使等温转变减慢。 意大利GNR公司是一家老牌的欧洲光谱仪生产商，其X射线产品线诞生于1966年，经过半个多世纪的开发和研究，该产品线已经拥有众多型号满足多个行业的分析需求。ARE X 为专用的残余奥氏体分析仪，无需依靠 搭载模块在常规XRD上 实现残余奥氏体测试，具有操作简便、检测速度快、数据准确等特点，对操作人员要求不高，做到轻松上手。
等温转变成马氏体 若将淬火钢加热到低于Ms点的某一温度等温保持，则残余奥氏体有可能等温转变成马氏体。 实验证实，此时在Ms点以下发生的转变是受马氏体分解所控制的马氏体等温转变，即在已形成的马氏体发生分解以后，残余奥氏体才能等温转变为马氏体。虽然这种等温转变量很少，但对精密工具及量具的尺寸稳定性将产生很大的影响。 二次淬火 淬火时冷却中断或冷速较慢均将使奥氏体不易转变为马氏体而使淬火至室温时的残余奥氏体量增多，即发生奥氏体热稳定化现象。奥氏体热稳定化现象可以通过回火加以消除。 将淬火钢加热到较高温度回火，若残余奥氏体比较稳定，在回火保温时未发生分解，则在回火后的冷却过程中将转变为马氏体。这种在回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体的现象称为“二次淬火”。二次淬火现象的出现与否与回火工艺密切相关。 例如，淬火高速钢（如W6Mo5Cr4V2）中存在大量的残余奥氏体，若加热到560℃保温后，在冷却过程中残余奥氏体将转变为马氏体，即在560℃保温过程中发生了某种催化，提高了残余奥氏体的Ms点增强了向马氏体转变的能力。 若在560℃回火后冷却至250℃停留5分钟，残余奥氏体又将变得稳定，在冷至室温过程中不再发生转变。即在250℃保温过程中发生了反催化（稳定化），降低了残余奥氏体的Ms点，减弱了向马氏体转变的能力。上述这种催化与稳定化可以反复进行多次。 因此，可以清楚的是，高速钢（风钢/锋钢）淬火后采用3次回火时，不能用一次长时间的回火来代替3次回火，因为残余奥氏体转变为马氏体是在回火后的冷却过程中才能进行的。并且，未冷至室温，不宜马上装入回火炉内进行回火，因为这个时候可能正在进行残余奥氏体向马氏体的转变，否则就会出现回火不充分的现象。 意大利GNR公司是一家老牌的欧洲光谱仪生产商，其X射线产品线诞生于1966年，经过半个多世纪的开发和研究，该产品线已经拥有众多型号满足多个行业的分析需求。ARE X 为专用的残余奥氏体分析仪，无需依靠 搭载模块在常规XRD上 实现残余奥氏体测试，具有操作简便、检测速度快、数据准确等特点，对操作人员要求不高，做到轻松上手。
渗碳是很早就被应用的热处理工艺，渗碳热处理的对象通常为低碳钢，渗碳后材料表面高的碳含量能够增加材料的硬度提升耐磨性能，芯部由于没有碳原子的进入从而保持其原有的韧性，这种表硬芯韧的综合性能对材料的弯曲疲劳性能的提升有很大帮助。 渗碳热处理工艺通常由强渗、扩散、淬火、回火等步骤组成，其中强渗指的是将材料加热到A c3以上，炉内通入含碳气氛并游离出较高的碳势（通常在0.8-1.2%），使活性碳原子自由扩散运动进入材料表面的过程。扩散指的是在略 低于强渗阶段的温度及碳势的工况下在炉内保温一段时间，使富集在材料表面的碳原子向材料芯部扩散。淬火指的是将材料由高温迅速冷却下来，使高温奥氏体相变为马氏体，常见的淬火介质有水和淬火油，其中水的冷却速度较快容易在材料表面产生较大的应力，使材料出现裂纹。回火包含低温、中温、高温回火，回火的目的是减小材料内部应力，降低材料脆性。 根据渗剂状态不同可将渗碳分为气体渗碳、液体渗碳、固体渗碳和特殊渗 碳，其中气体渗碳是应用最为广泛的渗碳方式。气体渗碳的含碳气氛通常由一氧化碳（CO）、氢气（H2）和氮气（N2）组成，此外还会有少量二氧化碳（CO2）、水蒸气（H2O）以及残留的甲烷（CH4）和氧气（O2）。渗碳反应通常为甲烷和氧气发生反应生成水和一氧化碳，一氧化碳在高温下裂解为活性碳原子和氧气，氮气作为保护性气体存在。气体渗碳时还可以通过滴注煤油甲醇混合液体来产生含碳气氛，通过改变煤油和甲醇的比例来控制渗碳质量。煤油在高温下的裂解产物为氢气（H2）和甲烷（CH4），其特点为可用碳含量高，但渗碳速度低，当煤油含量过高时容易产生积碳；而甲醇可用碳低，但有较高的反应速度，炉内的碳势是通过控制渗剂的滴入量来调整的，结合渗碳设备内部的氧传感探头和红外传感器，可以实现对炉内碳势的精准控制。 意大利GNR公司是一家老牌的欧洲光谱仪生产商，其X射线产品线诞生于1966年，经过半个多世纪的开发和研究，该产品线已经拥有众多型号满足多个行业的分析需求。ARE X 为专用的残余奥氏体分析仪，无需依靠 搭载模块在常规XRD上 实现残余奥氏体测试，具有操作简便、检测速度快、数据准确等特点，对操作人员要求不高，做到轻松上手。
1 固溶化处理 1.1 固溶化处理温度：950-1150℃ 1.2 保温时间：比一般合金钢长20-30%。 1.3 冷却：碳化物形成温度区间(450-850℃)需快冷； 冷却方式有以下原则： 铬含量大于22%，且镍含量较高； 碳含量大于0.08%； 碳含量不大于0.08%但有效尺寸大于3mm的不锈钢，选用水冷。 碳含量不大于0.08%，有效尺寸小于3mm的不锈钢，选用风冷。 有效尺寸小于0.5mm的薄件可空冷。 2 安定化处理 安定化处理是含Nd或Ti的奥氏体不锈钢采用的热处理方法。 2.1 安定化处理温度：高于铬的碳化物溶解温度(450-870℃)低于或略高于TiC和NbC的溶解温度（750-1120 ℃）。一般推荐为870-950 ℃。 2.2 保温时间：2-4小时(依工件形状，合金元素等）。 厚度或直径为25mm的保温时间2小时，超过的加计1小时。 2.3 冷却：较小的冷却速度，如空冷或炉冷。 2.4 去应力退火方法 说明：表中方法顺序为优先选择顺序 A：1010-1120℃加热保温后缓慢冷却。 B：850-900℃加热保温后缓慢冷却。 C：1010-1120℃加热保温后快速冷却。 D：480-650℃加热保温后缓慢冷却。 E：430-480℃加热保温后缓慢冷却。 F：200-480℃加热保温后缓慢冷却。 保温时间：按每25mm，保温1-4h，较低温度时采用较长保温时间。 注： ?在较强应力腐蚀环境工作，最好选用Ⅰ类钢A处理，或Ⅱ类钢B处理。 ?工件在制作过程中，产生敏化情况下应用。 ?如果工件在最终加工后进行C处理时，此时可采用A或B处理。 意大利GNR公司是一家老牌的欧洲光谱仪生产商，其X射线产品线诞生于1966年，经过半个多世纪的开发和研究，该产品线已经拥有众多型号满足多个行业的分析需求。ARE X 为专用的残余奥氏体分析仪，无需依靠 搭载模块在常规XRD上 实现残余奥氏体测试，具有操作简便、检测速度快、数据准确等特点，对操作人员要求不高，做到轻松上手。
随着冶金技术的发展，各类优质不锈钢不断出现。尽管冶金行业可以不断研发优质钢种，但是需要正确的热处理才能更好的发挥不锈钢的功能。 不同钢种的不锈钢加热冷却过程中，基体组织转变不同，碳、氮化物以及金属间化合物生成转变不同，对不锈钢的性能影响不同。因此，在不锈钢热处理过程中应根据钢种和使用目的选择合适的热处理工艺。 1 奥氏体不锈钢热处理目的 奥氏体不锈钢基体组织为奥氏体，在加热和冷却过程中不发生马氏体相变，没有淬硬性。 奥氏体热处理的目的是提高耐蚀性，消除第二相带来的不利影响，消除应力，或使已经加工硬化的材料得到软化。 2 基础理论 2.1析出物生成温度 2.2 合金碳化物的析出与溶解 2.2.1 碳溶解度 304(18Cr-8Ni)，1200℃碳的溶解度0.34%，1000℃碳的溶解度0.18%。600℃碳的溶解度0.03%。（如下图所示） 304碳含量不大于0.08%，1000 ℃以上碳固溶于奥氏体中，由于碳原子半径小，所以温度降低时碳原子沿着晶界析出。 2.2.2 晶间贫铬 碳溶解度：温度降低，溶解度降低。 碳原子半径：原子半径小，溶解度降低，沿晶界析出。 稳定性：析出碳原子不稳定，与Cr、Fe生产稳定的Cr23C6或(FeCr) 23C6 。 原子扩散速率：碳原子半径小，扩散速率较大。铬原子半径大，扩散速率较小。 2.3 σ相 2.3.1 产生条件 620~840℃温区，长时间加热 加入铁素体形成元素，如Ti、Nd等。 采用形成铁素体形成元素高的焊条焊缝中。 以Mn、N代Ni的奥氏体中。 2.3.2 不利影响 降低塑性，特别是冲击韧性。 σ相是富金属间化合物，形成时易导致晶间腐蚀，Cl-介质中点蚀。 2.4 δ-铁素体 2.4.1 产生条件 铸造的铬-镍奥氏体不锈钢，铸态化学成份不均匀，铁素体形成元素偏聚区。 一些奥氏体不锈钢的焊缝组织中。 2.4.2 有利影响 含5-20%δ-铁素体，减少晶间腐蚀。 提高屈服强度。 在低应力条件下可降低应力腐蚀的敏感性。 焊接时，减少焊接热裂纹形成的可能性 2.4.3 不利影响 压力加工时易形成裂纹(两种组织变形能力不同)。 意大利GNR公司是一家老牌的欧洲光谱仪生产商，其X射线产品线诞生于1966年，经过半个多世纪的开发和研究，该产品线已经拥有众多型号满足多个行业的分析需求。ARE X 为专用的残余奥氏体分析仪，无需依靠 搭载模块在常规XRD上 实现残余奥氏体测试，具有操作简便、检测速度快、数据准确等特点，对操作人员要求不高，做到轻松上手。
残余应力是指在没有对物体施加外力时，物体内部存在的保持自相平衡的应力系统。它是固有应力或内应力的一种，在一些零件或标准的要求中，需要将应力释放来满足实际使用要求，主要有以下几种方法： 1、锤击法 利用钢锤锤击工件残余应力聚集的部位，使工件接受锤击的金属表面受到锤击的压应力，发生局部的塑性变形，从而减小残余应力的峰值，改善和均衡工件原有残余应力的分布，避免工件的脆性破坏。 这种方法特别适合与焊接件，且在焊接加工场合应用广泛，对冲压件使用不多。 2、振动时效法 利用专有设备使工件在专用设备的周期性外力作用下发生共振，使工件内部的微观组织晶粒发生滑移和晶内孪生，从而削减残余应力的峰值，改善和均衡工件原有的残余应力的分布。 这种方法在一小时内可以消除约50%的残余应力或削减50%残余应力的峰值，是使用很普遍的方法之一，处理效率高，节约成本，但缺点是不能完全消除工件内聚集的残余应力。 3、热处理时效 是传统的消除残余应力的方法，又称为人工时效。它借助热处理设施，将工件由室温缓慢、均匀加热至600℃左右，并在此温度保温4-8h，而后温度缓慢冷却到120℃以下，再出炉冷却至室温。 这种方法消除残余应力的效果很好，消除速度快、充分。 4、自然时效 是将工件放置于室外，任其“风餐宿露”，在静置过程中释放和消除残余应力。 这种方法不适用于工业化大批量生产的产品。但是，对于高价值和高精度设备的关键部件，则采用人工时效+自然时效的方法较为普遍。 5、焊接应力消除 焊接中焊缝处温度迅速升高，体积膨胀。热影响区温度低，阻碍焊缝膨胀，结果焊缝处产生压应力，热影响区产生拉应力。但此时焊缝处于塑性状态，焊缝被压应力墩粗，松弛了此应力。 焊后冷却时，热影响区冷却速度快，很快进入弹性状态，焊缝处温度高，处于塑性状态。这时焊缝收缩，较热影响区收缩慢，焊缝阻碍热影响区收缩，焊缝仍受压应力，影响区受拉应力。但焊缝处于塑性状态，焊缝的塑性墩粗，松弛了此应力。 6、机械加工应力消除的方法 在切削加工后采取一些处理措施，也可以对已加工表面的残余应力进行调整，表面强化处理就是目前较常用的方法之一。表面强化处理工艺是通过对零件表面的冷挤压使之发生冷态塑性变形，从而提高其表面硬度、强度，并形成表面残余压应力的加工工艺。常用的表面强化工艺有喷丸强化和滚压强化。喷丸强化是利用大量高速运动中的珠丸冲击零件表面，使打击处发生塑性变形和塑性流动，表面产生冷硬层和残余压应力。珠丸大多采用钢丸，利用压缩空气或离心力进行喷射。这种方法适用于不规则表面和形状复杂的表面，如弹簧、连杆等的强化。滚压强化是用可自由旋转的滚子对零件表面均匀地加力挤压，使表面得到强化并在表面形成残余压应力，适用于规则表面如外圆、孔和平面等的强化加工，可在原机床上加装滚压工具进行。 预应力切削是一种通过切削工艺使机械零件加工表面产生残余压应力的方法，即切削前预先给零件施加一个弹性范围内的预应力，切削过程中零件加工表面会产生弹性变形，切削后释放该预应力，由于基体的弹性恢复，已加工表面会产生残余压应力。预应力切削既不需要购买昂贵的设备，又不会增加零件加工表面的硬度，只需通过切削加工就能使加工表面产生残余压应力，因此其具有良好的发展前景。 切削加工表面残余应力的产生是机械应力和热应力共同作用下引起的不均匀塑性变形的结果，对零件的使用性能和寿命有着直接的影响。在实际生产过程中，需要针对表面层残余应力产生的原因以及影响因素，通过综合运用本文介绍的工艺手段，以及合理选择切削参数、刀具等，可以有效地调整和消除已加工表面的残余应力。 以上就是消除残余应力的主要方法，过程和工序的控制可以通过测量工序间残余应力来实现，X射线法作为无损检测残余应力的方法，其便捷性和准确性得到了业内的认可。
磨削裂绞是淬火后未回火的零件，或含残余奥氏体多的零件磨削时出现的现象，这种裂纹不在磨削中发生，而在磨削后发生。磨削裂纹具有独特的形状，它与淬火裂纹不同，所以可立即进行区别。 磨削裂纹产生的原因一般有下列几方面：淬火后的钢变成马氏体组织，所以它处于膨胀状态，如果把这种淬火钢进行加热，大概到100 ℃发生第一次收缩，继续加热到300 ℃左右时，发生第二次收缩。 另外，钢一经过磨削，磨削区的温度就上升，其温度约为600℃。 因此，若把淬火后的钢件进行磨削，则仅磨削面的温度升高，升到100 ℃时发生第一次收缩。这种收缩仅在表层发生，母体组织仍处于膨张状态。因此，表层受张应力发生龟裂。 这种龟裂称为第一种磨削裂纹。当磨削热严重时，表层温度达到300℃就发生第二次收缩导致主磨削裂纹。这种裂纹称为第二种磨削裂纹。 为防止磨削裂纹，零件淬火后必须回火后再磨削。为防止第一种磨削裂纹，必须在100-200℃的温度范围内回火；为防止第二种磨削裂纹，必须在300℃左右的温度回火。 如果存在残余奥氏体，磨削热会使奥氏体转化为马氏体。若对此马氏体继续进行磨削，也要发生磨削裂纹。 意大利GNR公司是一家老牌的欧洲光谱仪生产商，其X射线产品线诞生于1966年，经过半个多世纪的开发和研究，该产品线已经拥有众多型号满足多个行业的分析需求。ARE X 为专用的残余奥氏体分析仪，无需依靠 搭载模块在常规XRD上 实现残余奥氏体测试，具有操作简便、检测速度快、数据准确等特点，对操作人员要求不高，做到轻松上手。
X射线衍射仪用Schulz反射法进行残余奥氏体含量测量，在测量过程中，试样表面与X射线的聚焦平面重合，而且试样在测量的过程中固定不动，通过θ和2θ 轴的转动(满足Bragg方程)来完成测量，这时所测量的只是平行于试样表面的那些晶面的衍射信息。 因此，影响XRD残余奥氏体定量的最重要因素是晶粒的择优取向。以马氏体的(200)晶面的衍射为例，如果晶粒杂乱无章分布，那么从统计学上不同位置处(200)晶面所占比例是一样的；然而一旦存在择优取向，则不同位置处(200)所占的比例将不同，这样在X射线衍射仪测量时，有的位置参与衍射的(200)晶面增多，导致测量的(200)衍射峰的强度增加；而有的位置参与衍射的(200)晶面减少，导致测得的(200)衍射峰的强强度减弱。 而残余奥氏体含量测量的标准《YB/T 5338—2006钢中残余奥氏体定量测定 X射线衍射仪法》是根据所测得的马氏体、奥氏体衍射峰的强度比值进行计算的，这样在残余奥氏体含量的真实值不变的前提下，由于择优取向引起衍射峰强度改变，导致残余奥氏体的测量值(计算值)会与实际值差别很大，或者说存在较大的误差。 通常，由于受样品表面状况、晶粒取向、仪器参数等因素的影响，实际测量的衍射峰强度与理论值会存在一定的偏差。考虑到这个因素，YB/T5338-2006标准规定：在利用该标准进行残余奥氏体含量计算时，马氏体或奥氏体衍射峰的实测强度比与理论强度比允许波动的相对范围为±30%，即实测值和理论值偏差小于30%时可以采用该标准进行残余奥氏体含量的测量。
