奧氏體是鐵的一種相,另一種常見相是馬氏體,過(guò)冷奧氏體是指在一定過(guò)冷度下未發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的奧氏體,殘余奧氏體是指發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變后,還有少量未發(fā)生轉(zhuǎn)變的奧氏體。或者說(shuō),殘余奧氏體是淬火未能轉(zhuǎn)變成馬氏體而保留到室溫的奧氏體。具體說(shuō)來(lái)從成分上講,奧氏體與過(guò)冷奧氏體含碳量是相同的;不同的是,奧氏體是相對(duì)較為穩(wěn)定的相,而在溫度快速降低到一定值時(shí),奧氏體會(huì)變得不穩(wěn)定,那就意味著它需要轉(zhuǎn)化成為其它相,而此時(shí)的相即為過(guò)冷奧氏體。兩者沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別。而
殘余奧氏體是穩(wěn)定的奧氏體轉(zhuǎn)化后殘留下的。因?yàn)閵W氏體在轉(zhuǎn)化過(guò)程中體積要發(fā)生變化。結(jié)果,基體轉(zhuǎn)化成為馬氏體后,殘余部分由于空間的限制,導(dǎo)致該部分只能以?shī)W氏體存在,當(dāng)過(guò)冷至零度以下,這部分殘余會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)化成為馬氏體。
隨著合金元素的提高,含碳量的增加,淬火中間停留或冷卻速度緩慢,淬火溫度提高,都會(huì)使殘留奧氏體增加。淬火時(shí)冷卻中斷并等溫停留,會(huì)使馬氏體最終轉(zhuǎn)變量減少,殘留奧氏體增多,這就是奧氏體的熱穩(wěn)定化。含碳量在共析點(diǎn)0.8左右,殘留奧氏體在25%以下,殘留應(yīng)力為壓應(yīng)力。零件滲碳后表面含碳量高,淬火后殘留奧氏體增多。
決定殘余奧氏體含量的主要因素分別是:
(1)原材料合金元素的影響:Mn、Ni、Cr合金元素使淬火后殘留奧氏體增加。
(2)原材料碳含量增加,使殘留奧氏體增加。
(3)熱處理工藝上,奧氏體化溫度提高,淬火溫度提高,淬火終止溫度提高,淬火冷卻速度減弱,淬火中間停留,都會(huì)使殘留奧氏體增加。在零件材料確定的基礎(chǔ)上,熱處理適當(dāng)降低淬火溫度,增加冷處理(延續(xù)淬火)等都是減少殘留奧氏體的有效措施。零件經(jīng)淬火冷處理回火后殘留奧氏體均≤10%,GCr15軸承鋼一般在5%左右。