奧氏體(Austenite)是鋼鐵的一種層片狀的顯微組織, 通常是?-Fe中固溶少量碳的無磁性固溶體,也稱為沃斯田鐵或?-Fe。奧氏體的名稱是來自英國的冶金學(xué)家羅伯茨·奧斯汀(William Chandler Roberts-Austen)。奧氏體塑性很好,強(qiáng)度較低,具有一定韌性,不具有鐵磁性。奧氏體因?yàn)槭敲嫘牧⒎?,四面體間隙較大,可以容納更多的碳。
奧氏體一般由等軸狀的多邊形晶粒組成,晶粒內(nèi)有孿晶。在加熱轉(zhuǎn)變剛剛結(jié)束時(shí)的奧氏體晶粒比較細(xì)小,晶粒邊界呈不規(guī)則的弧形。經(jīng)過一段時(shí)間加熱或保溫,晶粒將長大,晶粒邊界可趨向平直化。鐵碳相圖中奧氏體是高溫相,存在于臨界點(diǎn)A1溫度以上,是珠光體逆共析轉(zhuǎn)變而成。當(dāng)鋼中加入足夠多的擴(kuò)大奧氏體相區(qū)的化學(xué)元素時(shí),Ni、Mn等,則可使奧氏體穩(wěn)定在室溫,如奧氏體鋼。
奧氏體是密排的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),致密度高,故奧氏體的體積質(zhì)量比鋼中鐵素體、馬氏體等相的體積質(zhì)量小。因此,鋼被加熱到奧氏體相區(qū)時(shí),體積收縮,冷卻時(shí),奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體-珠光體等組織時(shí),體積膨脹,容易引起內(nèi)應(yīng)力和變形。
奧氏體的點(diǎn)陣滑移系多,故奧氏體的塑性好,屈服強(qiáng)度低,易于加工塑性成形。因此,鋼錠,鋼坯,鋼材一般被加熱到1100?C以上奧氏體化,然后進(jìn)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(dǎo)熱性差,線膨脹系數(shù)大,比鐵素體和滲碳體的平均線性膨脹系數(shù)高約一倍。故奧氏體鋼可以用來制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(dǎo)熱系數(shù)分別為77.1,51.9,29.3,14.6和4.2??梢姡凉B碳體外,奧氏體的導(dǎo)熱性差,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(yīng)當(dāng)緩慢冷卻和加熱,以減少溫差熱應(yīng)力,避免開裂。
奧氏體不銹鋼是不銹鋼類中鋼種多、使用量的一種(約占整個(gè)不銹鋼產(chǎn)量的 65~70%)。常用的奧氏體不銹鋼是 Fe-Cr-Ni 系合金(即美國的 AISI300 系);Fe-Cr-Ni-Mn 系(即美國 AISI200 系);特殊奧氏體不銹鋼等三種。