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殘余奧氏體的含量會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)力腐蝕開裂和磁性。而殘余奧氏體水平則由應(yīng)用來決定。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渡到馬氏體，這可能會導(dǎo)致零件尺寸的變化和裂縫。利用x射線衍射(XRD)法可以很容易地測定殘余奧氏體的數(shù)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。如果用原材料來衡量價值，就可以避免返工和昂貴的報廢。當(dāng)無法測量原料時，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(wěn)定的部件分離。這將減少保修案例，有助于避免品牌價值的損失。

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。在鋼的熱處理過程中，奧氏體是在高溫下形成的，這一過程稱為奧氏體化。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)成分和熱處理條件。

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)。

如何測量殘余奧氏體?

測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)，用兩個鐵素體和兩個奧氏體衍射峰的綜合強(qiáng)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. 測量兩個相的衍射峰。

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。通過觀察樣品的微觀組織，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成像殘留的奧氏體。

磁性方法

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

用XRD測量殘余奧氏體有什么優(yōu)點?

采用x射線衍射法可以對殘余奧氏體進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化定量測量。它是非破壞性的，檢測速度快，精度高，重復(fù)性好，測量方便，可以在制造過程中的任何點進(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(shù)米長的鋼筋。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，對含有2%殘余奧氏體的材料測量時間一般不超過5分鐘。殘余奧氏體分析儀不僅能檢測鋼鐵材料中殘余應(yīng)力也能檢測殘余奧氏體含量。當(dāng)X射線照射鐵素體和奧氏體時會產(chǎn)生衍射，其衍射峰的強(qiáng)度與各相體積分?jǐn)?shù)成正比，因此通過各衍射峰的強(qiáng)度對比可以分析計算出殘余奧氏體的百分含量。采用四峰法自動測量殘余奧氏體含量，精度優(yōu)于1%。相比較于傳統(tǒng)的金相法等手段，四峰法具有無損、快速和精確等特性。

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