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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(yīng)力腐蝕開(kāi)裂和磁性。而殘余奧氏體水平則由應(yīng)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(dāng)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(dǎo)致零件尺寸的變化和裂縫。利用x射線衍射(XRD)法可以很容易地測(cè)定殘余奧氏體的數(shù)量。

為什么要測(cè)量殘余奧氏體?

殘余奧氏體值可以從原材料或成品中測(cè)量。如果用原材料來(lái)衡量?jī)r(jià)值，就可以避免返工和昂貴的報(bào)廢。當(dāng)無(wú)法測(cè)量原料時(shí)，殘余奧氏體測(cè)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(wěn)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(jié)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)程稱為奧氏體化。奧氏體化后的鋼常被淬火，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)楦驳南囫R氏體。殘余奧氏體含量是樣品內(nèi)部在室溫下未發(fā)生向馬氏體轉(zhuǎn)變的奧氏體體積分?jǐn)?shù)。殘余奧氏體的數(shù)量取決于合金鋼的化學(xué)成分和熱處理?xiàng)l件。

鐵素體(α)和奧氏體鋼(γ)的晶體結(jié)構(gòu)。

α-Fe和γ-Fe的晶體結(jié)構(gòu)。

如何測(cè)量殘余奧氏體?

測(cè)定鋼基材料中殘余奧氏體體積分?jǐn)?shù)的方法多種多樣。

XRD

采用四峰法，根據(jù)ASTM E975標(biāo)準(zhǔn)，用兩個(gè)鐵素體和兩個(gè)奧氏體衍射峰的綜合強(qiáng)度測(cè)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(cè)量?jī)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

用顯微鏡觀察了鐵素體/馬氏體和奧氏體相。通過(guò)觀察樣品的微觀組織，可以估計(jì)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(cè)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(cè)量樣品磁場(chǎng)的衰減。

用XRD測(cè)量殘余奧氏體有什么優(yōu)點(diǎn)?

采用x射線衍射法可以對(duì)殘余奧氏體進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化定量測(cè)量。它是非破壞性的，檢測(cè)速度快，精度高，重復(fù)性好，測(cè)量方便，可以在制造過(guò)程中的任何點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。

芬蘭Stresstech Oy公司提供x射線殘余奧氏體分析儀是比較好的選擇，能夠測(cè)量各種尺寸的部件，從微小的軸承球到數(shù)米長(zhǎng)的鋼筋。系統(tǒng)配備了操作性強(qiáng)，直觀的軟件，任何操作員都可以操作，不需要特別的專業(yè)知識(shí)，對(duì)含有2%殘余奧氏體的材料測(cè)量時(shí)間一般不超過(guò)5分鐘。