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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，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，其衍射峰的強度與各相體積分?jǐn)?shù)成正比，因此通過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、機械制造、核工業(yè)、石油、科研機構(gòu)、大學(xué)等。