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前言

給大家分享鋼材相似組織的鑒別系列文章之一，“鐵素體”和“殘余奧氏體”的鑒別。

02 鐵素體和殘余奧氏體的鑒別

由于鐵素體和殘余奧氏體均不受腐蝕，在顯微鏡下觀察到都呈白色，若不仔細觀察，很多時候也是容易產(chǎn)生混淆的。

但是，掌握到方法，區(qū)分這兩種區(qū)別也是很容易的。常用的2種方法如下所示：

1 從組織形態(tài)上區(qū)分

鐵素體和殘余奧氏體共同存在于顯微組織中，一般是亞共析鋼淬火件。亞共析鋼淬火件中存在的鐵素體大致有三種形態(tài)：多角狀未溶鐵素體、塊狀先共析鐵素體和網(wǎng)狀或半網(wǎng)狀先共析鐵素體，顏色都較白亮。多角狀和塊狀鐵素體具有明顯的邊界，往往存在于馬氏體針葉夾角的空白區(qū)域內(nèi)，微調聚焦會發(fā)現(xiàn)白色相與馬氏體相在同一個平面上。網(wǎng)狀或半網(wǎng)狀鐵素體沿原奧氏體晶界分布，比較細。

殘余奧氏體沒有明顯的邊界線，其形狀隨馬氏體針葉分布的形狀而變化。亞共析鋼淬火組織中的殘余奧氏體一般不是單獨存在，而是與淬后針狀馬氏體有機結合，所以顏色比鐵素體稍暗，常能隱約看到針狀馬氏體浮凸的現(xiàn)象。

2 從熱處理工藝上推斷

如果亞共析鋼淬火加熱保溫時間不足或溫度偏低，會使淬火組織中出現(xiàn)白色多角狀未溶鐵素體。

圖1 白色多角狀未溶鐵素體

如圖1所示是45鋼760℃加熱保溫25min水淬后的顯微組織形貌，為白色多角狀未溶鐵素體+黑色中碳淬火馬氏體+淺灰色馬氏體+殘余奧氏體基體。

如果爐內(nèi)工件較多，出爐時間過長，工件在爐內(nèi)的冷卻速率大于退火的爐冷速率而又小于正火的空冷速率，或出爐后工件在空中停留時間過長，會使淬火組織中出現(xiàn)塊狀先共析鐵素體。

圖2 白色塊狀先共析鐵素體

如圖2所示是45鋼840℃加熱保溫25min水淬，然后600℃保溫60min回火后的顯微組織形貌，其中的白色塊狀組織即先共析鐵素體，其余是回火索氏體。

這是試驗時，由于加熱爐內(nèi)所裝工件較多，淬火時未按要求逐個進行操作并隨時關閉爐門；而是在開啟爐門第一個試樣淬火后，一直到最后一個試樣淬火結束，爐門一直是開啟的。所以造成淬火后期，約有一半的淬火試樣中出現(xiàn)了塊狀先共析鐵素體。塊狀先共析鐵素體的數(shù)量隨著淬火時間的延長也由少到多，最后一個淬火試樣中的塊狀先共析鐵素體含量高達40%（體積分數(shù)）左右。由于爐門未關閉，當爐內(nèi)工件溫度降低到Ac3以下時，因爐內(nèi)工件的冷卻速率大于隨冷卻（相當于退火）而小于空氣冷卻（相當于正火），所以就析出塊狀先共析鐵素體。

如果淬火冷卻速率不夠，鋼中先共析鐵素體一般呈網(wǎng)狀或半網(wǎng)狀沿原奧氏體晶界分布。

圖3 白色網(wǎng)狀先共析鐵素體

如圖3所示是45鋼900℃加熱保溫25min油淬后的顯微組織形貌，為白色細網(wǎng)狀先共析鐵素體+黑色淬火屈氏體+羽毛狀上貝氏體+淺灰色馬氏體+殘余奧氏體基體。

只有淬火加熱嚴重過熱時，在淬火組織中可以觀察到和馬氏體不在同一個平面上的殘余奧氏體，正常淬火組織中殘余奧氏體并不明顯。

圖4 白色殘余奧氏體

如圖4所示是45鋼900℃加熱保溫25min水淬后的顯微組織形貌，為黑色淬火中碳馬氏體+白色殘余奧氏體，其中殘余奧氏體形態(tài)隨馬氏體交角的不同而不同。

03  結束語

本期文章給大家分享了鐵素體和殘余奧氏體的鑒別方法，相信大家看到之后都有一定程度的收獲吧。當然，從這里也能明顯地感受到，如果透徹了解了鐵碳相圖，再理解文章中所述的一些觀點，其實也就很容易了。