奥氏体论文(奥氏体形成原理)
1. 奥氏体形成原理
我主要从组织角度说一下热处理对工件的作用。
其实金属材料大致方向是化学成分决定组织，组织决定性能。
1.组织说明
钢的组织硬度一般为马氏体最硬、珠光体(铁素体+渗碳体)次之、铁素体最软。还有奥氏体钢。
2.一些淬火知识
淬不透的话很容易造成工件开裂，因为钢冷却速度不同会得到不同的热处理组织，相变时体积会发生膨胀或者收缩。
例如淬火时奥氏体转变为马氏体会产生体积膨胀，如果冷却过慢有的地方淬不透则会形成珠光体或铁素体(他们的体积膨胀是比较小的)，这样凝固速度不同的地方就会产生组织应力。
当然了，如果一味的追求冷却速度过快则会造成热应力(差不多是热胀冷缩的原理)。
所以淬火冷却的控制一般在珠光体组织转变时加快(防止出现珠光体铁素体组织产生组织应力)，而在其他温度冷却时稍稍降低(降低热应力)。
高速钢的淬火加热温度一般比较高，保温时间也要长一点，因为需要将合金元素融入奥氏体中，而合金元素原子扩散比较困难，淬火后得到高硬度和热硬性(热硬性与二次硬化原理有关)。当然需要控制一下温度条件防止晶粒粗大。
3.一些退火知识
前面很多大佬都已经讲得很详细了，我就讲一下退火的组织准备作用。
组织准备一般就是用来控制碳化物形态和分布情况的，最典型的球化退火的关键就在于保留大量的未溶碳化物质点，并造成奥氏体碳浓度的不均匀性。
碳化物是硬的，铁素体是软的，碳化物一般呈现各种形状分布在铁素体之上，而球化碳化物分布比片状(网状)碳化物分布更加有利于钢中的塑性发挥(应力集中比较小吧)。
退火稍微控制一下温度和时间获得的基体组织也会有那么一点不同。
例如退火温度在较低时可以在钢中保留一定铁素体，最后得到的钢就会比较软一点。如果高碳钢退火温度较高呢，在退火缓慢冷却时就会得到在晶界处(结构起伏和浓度起伏大，还有晶体缺陷大)析出的网状碳化物，钢就特别的脆，故高碳钢一般需要球化退火来控制组织，让奥氏体中含碳量不那么高。
渗碳处理也算是一种热处理，通过加热渗碳使工件表面碳浓度升高改变其组织和性能，一般用于齿轮钢，其特点是外硬内软。
钢热处理本质上有三个大的方向上的条件可以控制，即加热、保温、冷却。
冷却速度从小到大，其热处理所得硬度从小到大也基本如下
退火——正火——淬火(一般配以回火)
然而这三个步骤一般是交叉都要进行的，中间还穿插着机加工，这就需要机加工大佬来补充了。
当然一般能用正火就用正火拉，珠光体硬度和塑性都还不错，正火设备和生产周期都是比较简单经济的，很多桌椅板凳的钢q235就是正火得到的。
钢中碳当量越高，当然也越不容易焊接，q235就相当合适，用得很多。
其实最简单的就是去应力退火和再结晶退火，去应力退火一般是消除钢在冷却、焊接或机加工后的残余应力，防止钢的变形和开裂，提高尺寸稳定性。再结晶退火最常见的例子就是用来拉钢丝，钢丝越拉越硬，就需要再结晶退火来软化钢丝得以成型。
还有时效处理、冷处理这种硬化材料增加尺寸稳定性的也算热处理吧。
2. 分析奥氏体形成过程及其影响因素
共析钢的原始组织是珠光体，它是层片状的铁素体和渗碳体两相混合物，当加热至Ac1以上，就开始发生珠光体向奥氏体转变了。它是一种扩散性相变，转变过程分为四个阶段。
1、形核。将珠光体加热到Ac1以上，在铁素体和渗碳体的相界面上奥氏体优先形核。
2、长大。当奥氏体在铁素体和渗碳体相界面上形核后，建立起界面浓度平衡，从而在奥氏体和铁素体内部出现浓度差，碳原子由高浓度向低浓度扩算，从而造成渗碳体的溶解，奥氏体的形成，随着这个过程的进行，奥氏体长大。铁素体想奥氏体的转变速度往往比渗碳体的溶解快，因此珠光体中铁素体总比渗碳体消失得早，铁素体一旦消失，可以认为珠光体向奥氏体转变过程基本完成。
3、残余渗碳体的溶解。铁素体消失后，随着保温时间的延长，通过碳原子扩散，残余渗碳体逐渐溶入奥氏体，使奥氏体逐步趋近共析成分。
4、奥氏体的均匀化。残余渗碳体完全溶解后，奥氏体中碳浓度仍是不均匀的。
3. 概述奥氏体形成的过程
共析钢过冷奥氏体在不同形成温度时转变产物的组织特征: 727度--550度：产物为珠光体，根据珠光体粗细不同又分为三类 普通珠光体（727度--650度）、索氏体（650度--600度）、屈氏体（600度--550度）； 550度--230度：产物为贝氏体，它又分为两类 上贝氏体(550度--350度）、下贝氏体（350度--230度）。 230度--零下50度：产物为马氏体。
4. 奥氏体形成机理
(1)铬是合金钢的元素
Cr加入钢中能显著改善钢的抗氧化作用，增加钢的抗腐蚀能力。铬能显著增加钢的淬透性，但也能增加钢的回火脆性倾向。铬含量较高的钢，淬火后在400～500℃回火时，也会发生二次硬化现象。但应该指出，这种二次硬化作用是由于大量残余奥氏体在回火后冷却时的转变或分解而造成的。
(2)铬对力学性能的影响
铬加入纯铁和钢中，在一定含铬量时都能提高强度和硬度。如在铁铬合金中，随铬含量的增加，合金的抗拉强度和硬度也显著地上升。铬含量在10%以内时，断面收缩率（Ψ）和伸长率（δ）也略有提高；铬含量超10%，断面收缩率（Ψ）和伸长率（δ）则显著下降；至铬含量达到55%时，它们的值便近于零。
在铁铬合金中，当铬含量在26%以内时，合金的冲击韧性随铬含量的增加而上升；但超过26%，冲击韧性(αk)则急剧下降。这种冲击韧性的下降，是合金变得脆而硬所引起的。
(3)铬对化学性能的影响
铬是具有钝化倾向的元素。因此一定成分的铬加入钢中，就会使钢具有抗腐蚀性和抗氧化性的能力。不锈钢能抗腐蚀，其主要原因是当受某种介质侵蚀时，在钢件表面形成了一层氧化膜。这层薄膜叫做钝化膜。钝化膜在有利的条件下它是致密的、不被溶解的，而且当它被破坏时，还能自行恢复。
5. 奥氏体的形成过程是什么
奥氏体是一种金属材料的微观结构。它是一种晶体结构，由铁、铬、镍等金属形成的固溶体，通常用于不锈钢、合金钢等的制造中。奥氏体的特点是硬度高、强度可靠、耐腐蚀性强。它的基本组成是铁原子与其他金属原子的结合，通过共享电子形成化学键。它的微观结构呈现出立方晶系，常常以球形或柱状体的形式存在。当钢材在高温下冷却时，会出现强制冷却现象，形成奥氏体晶粒，这种过程称为相变。除奥氏体外，钢中还含有马氏体、珠光体等多种组织形态，在技术上可以通过调整制造过程来实现不同组织的特定属性。
6. 奥氏体形成过程可以分为四个阶段
你要是有铁碳相图最好
铁素体就是碳原子在铁中的体心立方结构的间隙固溶体,室温下固溶度非常小,大概为0.0218%.
奥氏体是碳在铁中的面心立方间隙固溶体,最大溶解度为2.11%,一般727温度以上才会有的.
珠光体-过冷奥氏体空冷时形成的铁素体渗碳体混合物,有粒状的和层片状两种形态.
莱氏体-奥氏体与渗碳体机械混合物,是铸铁的共晶组织.
一次渗碳体----0.77-2.11成分点冷却形成的,液态包晶过程中析出的为渗碳体为一次,共析阶段是奥氏体析出的为二次,接着冷却下去铁素体析出的渗碳体为三次,其中热处理对一次渗碳体无能为力.
7. 奥氏体的形成过程可分为哪几个阶段
晶粒是多晶体材料内以晶界分开，晶体学位向基本相同的小晶体。
正火过程，涉及的基本相有奥氏体、铁素体、渗碳体，这三种相都可以单独形成晶粒，其晶体结构分别为面心立方、体心立方和密排六方。而珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，没有单独的晶体结构，故珠光体不能称为晶粒，结构相同的珠光体称为珠光体团或珠光体领域。
通常称为晶粒尺寸，晶粒尺寸，晶粒尺寸指的是奥氏体。奥氏体晶粒形成在加热阶段，只要加热温度高于A1晶粒被再生（再结晶相变），并且在冷却过程中的晶粒尺寸不变化。因此，正火，退火，淬火处理，可以细化晶粒，晶粒尺寸取决于加热温度。因此，一般情况下，在此过程中得到的颗粒是不为正火退火，淬火小。
8. 奥氏体的形状
首先，要想得到室温奥氏体组织，必须在钢中加入足够的能够扩大奥氏体稳定区的合金元素（即奥氏体稳定化元素），比如：Mn,Ni,Co,C,N,Cu等。
其次才是控制热处理制度，加热到Ac1温度段即可（还可以更低，但必须充分保温）。
冷却速度以空冷为主，有时也可以风冷或油冷。 （具体制度主要由钢的成分和零件形状等决定）。
9. 简述奥氏体的形成过程
马氏体最初是在钢（中、高碳钢）中发现的：将钢加热到一定温度（形成奥氏体）后经迅速冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织。 最先由德国冶金学家 Adolf Martens(1850-1914)于19世纪90年代在一种硬矿物中发现。马氏体的三维组织形态通常有片状(plate)或者板条状(lath)，但是在金相观察中（二维）通常表现为针状（needle-shaped），这也是为什么在一些地方通常描述为针状的原因。马氏体的晶体结构为体心四方结构（BCT）。中高碳钢中加速冷却通常能够获得这种组织。高的强度和硬度是钢中马氏体的主要特征之一。 20世纪以来，对钢中马氏体相变的特征累积了较多的知识，又相继发现在某些纯金属和合金中也具有马氏体相变,如:Ce、Co、Hf、Hg、La、Li、Ti、Tl、Pu、V、Zr、和Ag-Cd、Ag-Zn、Au-Cd、Au-Mn、Cu-Al、Cu-Sn、Cu-Zn、In-Tl、Ti-Ni等。目前广泛地把基本特征属马氏体相变型的相变产物统称为马氏体。 马氏体就是以人名命名的： 对于学材料的人来说，“马氏体”的大名如雷贯耳，那么说到阿道夫·马滕斯又有几个人知道呢？其实马氏体的“马”指的就是他了。在铁碳组织中这样以人名命名的组织还有很多，今天我们就来说说这些名称和它们背后那些材料先贤的故事。 马氏体Martensite，如前所述命名自Adolf Martens (1850-1914)。这位被称作马登斯或马滕斯的先生是一位德国的冶金学家。他早年作为一名工程师从事铁路桥梁的建设工作，并接触到了正在兴起的材料检验方法。于是他用自制的显微镜观察铁的金相组织，并在1878年发表了《铁的显微镜研究》，阐述金属断口形态以及其抛光和酸浸后的金相组织。（这个工作我们现在做的好像也蛮多的。）他观察到生铁在冷却和结晶过程中的组织排列很有规则（大概其中就有马氏体），并预言显微镜研究必将成为最有用的分析方法之一（有远见）。他还曾经担任了柏林皇家大学附属机械工艺研究所所长，也就是柏林皇家材料试验所（"Staatliche Materialprüfungsamt"）的前身，他在那里建立了第一流的金相试验室。1895年国际材料试验学会成立，他担任了副主席一职。直到现在，在德国依然有一个声望颇高的奖项以他的名字命名。
10. 奥氏体的形成过程分哪几个阶段
共析钢在A1点以下全部为珠光体组织，当加热到Ac1点以上时，珠光体转变成奥氏体。因此，P向A的转变过程中必须进行晶格转变和铁、碳原子的扩散。A的形成遵循形核和长大的基本规律，并通过三个阶段来完成。
共析钢加热到Ac1点以上某一温度，奥氏体并不是立即出现，而是需要保温一定时间才开始形成，这段时间称为孕育期。因为形成奥氏体晶核需要原子的扩散，扩散需要一定时间。随温度的升高，原子扩散速度加快，孕育期缩短。
奥氏体形成后，继续加热或保温，在伴随残余渗碳体的溶解和奥氏体的均匀化的同时，奥氏体晶粒将开始长大。奥氏体晶粒的长大是大晶粒吞并小晶粒的过程，其结果是使晶界面积减小，从而降低了表面能，因此它是一个自发过程。
11. 详细说明奥氏体的形成过程
要得到马氏体组织，必须把钢加热到奥氏体状态然后以大于这种钢的临界冷却速度的冷却到Ms点以下温度。
所以马氏体的形成条件是一定的冷却速度和深度过冷，大于临界冷却速度是为了抑制珠光体型转变，深度过冷是为了保证系统自由能的降低，以便为马氏体的形成提供足够的相变驱动力。
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