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殘余奧氏體的含量會(huì )影響到材料的屬性和性能，例如韌性、延展性、可焊性、熱膨脹、應力腐蝕開(kāi)裂和磁性。而殘余奧氏體水平則由應用來(lái)決定。許多關(guān)鍵產(chǎn)品，包括軸承，齒輪和軸可能含有因熱處理不當而產(chǎn)生的不必要的殘余奧氏體。殘余奧氏體在室溫下可緩慢過(guò)渡到馬氏體，這可能會(huì )導致零件尺寸的變化和裂縫。利用x射線(xiàn)衍射(XRD)法可以很容易地測定殘余奧氏體的數量。

為什么要測量殘余奧氏體?

殘余奧氏體值可以從原材料或成品中測量。如果用原材料來(lái)衡量?jì)r(jià)值，就可以避免返工和昂貴的報廢。當無(wú)法測量原料時(shí)，殘余奧氏體測量可作為質(zhì)量控制的一種手段，將質(zhì)量良好的部件與不穩定的部件分離。這將減少保修案例，有助于避免品牌價(jià)值的損失。

什么是殘余奧氏體?

面心立方奧氏體和體心立方鐵素體是鐵的結晶相。在通常淬火和回火的低合金鋼中，這兩種相以α-Fe(或鐵素體)和γ-Fe(或奧氏體)共存。在鋼的熱處理過(guò)程中，奧氏體是在高溫下形成的，這一過(guò)程稱(chēng)為奧氏體化。奧氏體化后的鋼常被淬火，使奧氏體轉變?yōu)楦驳南囫R氏體。殘余奧氏體含量是樣品內部在室溫下未發(fā)生向馬氏體轉變的奧氏體體積分數。殘余奧氏體的數量取決于合金鋼的化學(xué)成分和熱處理條件。

鐵素體(α)和奧氏體鋼(γ)的晶體結構。

α-Fe和γ-Fe的晶體結構。

如何測量殘余奧氏體?

測定鋼基材料中殘余奧氏體體積分數的方法多種多樣。

XRD

采用四峰法，根據ASTM E975標準，用兩個(gè)鐵素體和兩個(gè)奧氏體衍射峰的綜合強度測定殘余奧氏體含量。

                                                                       鐵素體和奧氏體峰

1. 鐵素體和奧氏體峰

2. 測量?jì)蓚€(gè)相的衍射峰。

3.  確定峰的面積，從峰面積比分析殘余奧氏體含量。

顯微鏡

用顯微鏡觀(guān)察了鐵素體/馬氏體和奧氏體相。通過(guò)觀(guān)察樣品的微觀(guān)組織，可以估計殘余奧氏體的體積。特殊的方法，如掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)利用電子的吸收和散射來(lái)成像殘留的奧氏體。

磁性方法

利用鐵磁性馬氏體和順磁性?shī)W氏體的不同性質(zhì)，用磁性法測定殘余奧氏體。為此，在外部交變磁場(chǎng)存在的情況下，用電感法測量樣品磁場(chǎng)的衰減。

用XRD測量殘余奧氏體有什么優(yōu)點(diǎn)?

采用x射線(xiàn)衍射法可以對殘余奧氏體進(jìn)行標準化定量測量。它是非破壞性的，檢測速度快，精度高，重復性好，測量方便，可以在制造過(guò)程中的任何點(diǎn)進(jìn)行測量。

芬蘭Stresstech Oy公司提供殘余奧氏體分析儀是比較好的選擇，能夠測量各種尺寸的部件，從微小的軸承球到數米長(cháng)的鋼筋。系統配備了操作性強，直觀(guān)的軟件，任何操作員都可以操作，不需要特別的專(zhuān)業(yè)知識，對含有2%殘余奧氏體的材料測量時(shí)間一般不超過(guò)5分鐘。殘余奧氏體分析儀不僅能檢測鋼鐵材料中殘余應力也能檢測殘余奧氏體含量。當X射線(xiàn)照射鐵素體和奧氏體時(shí)會(huì )產(chǎn)生衍射，其衍射峰的強度與各相體積分數成正比，因此通過(guò)各衍射峰的強度對比可以分析計算出殘余奧氏體的百分含量。采用四峰法自動(dòng)測量殘余奧氏體含量，精度優(yōu)于1%。相比較于傳統的金相法等手段，四峰法具有無(wú)損、快速和精確等特性。

殘余奧氏體分析儀主要應用領(lǐng)域：航天、航空、汽車(chē)制造、3D打印材料、船舶、電力、石油化工、鍋爐壓力容器、冶金、機械制造、核工業(yè)、石油、科研機構、大學(xué)等。