含碳量對殘余奧氏體形成的基礎機制

殘余奧氏體是鋼在淬火或回火過程中未轉變?yōu)轳R氏體的亞穩(wěn)相，其含量直接受材料含碳量調控。當碳含量低于0.2%時，奧氏體在冷卻過程中幾乎全部轉變?yōu)轳R氏體，殘余奧氏體體積分數(shù)不足5%。隨著碳含量增加至0.6-0.8%，奧氏體穩(wěn)定性顯著提升，殘余奧氏體比例可達15-25%。這是因為碳原子擴張奧氏體晶格，降低馬氏體轉變溫度（Ms點）。例如，碳含量每增加0.1%，Ms點下降約50℃（基于Andrews經(jīng)驗公式）。

多因素耦合作用與工程調控策略

1. 合金元素的協(xié)同效應

錳、鎳等元素可進一步穩(wěn)定奧氏體。例如：碳含量0.5%的鋼中添加2%錳，殘余奧氏體比例可從10%提升至22%。但需注意，硅會抑制碳擴散，可能抵消部分效果。

2. 熱處理工藝的優(yōu)化窗口

淬火溫度：中碳鋼（0.4%C）在850℃淬火時殘余奧氏體為8%，而920℃淬火時可增至14%。

回火參數(shù)：200℃回火2小時可使高碳鋼（1.2%C）殘余奧氏體從35%降至20%，但過度回火（>300℃）會引發(fā)碳化物粗化。

3. 先進表征技術的應用

同步輻射X射線衍射顯示，碳含量0.8%的鋼中殘余奧氏體碳濃度可達1.2%-1.5%（超固溶態(tài)），這種富碳區(qū)是穩(wěn)定性的關鍵。

儀器介紹

在許多工業(yè)生產(chǎn)加工過程中，對殘余奧氏體含量的控制非常嚴格，精確測量其含量，對于鋼鐵熱處理過程中產(chǎn)品特性和質量的控制有重大意義。因為化學蝕刻和傳統(tǒng)金相研究存在靈敏度和準確度較低的情況，所以無法做到工業(yè)生產(chǎn)中對殘余奧氏體的精確測量，而X射線衍射法可以測量低至0.5%的殘余奧氏體含量，故ASTM頒布E975標準方法：X射線法測量近無規(guī)結晶取向鋼中殘余奧氏體的含量。AREX正是根據(jù)此標準設計開發(fā)，無需依靠 搭載模塊在常規(guī)XRD上 實現(xiàn)殘余奧氏體測試，具有操作簡便、檢測速度快、數(shù)據(jù)準確等特點，對操作人員要求不高，做到輕松上手。

AREX軟件中設置了輸入碳化物含量校正的功能，符合標準要求。