鋼中殘留奧氏體的測定

由于貝氏體相變和馬氏體相變的不完全性，在計算相變轉(zhuǎn)變量時，常需要測定殘留奧氏體量。測定殘留奧氏體常用金相法、磁性法和X射線衍射法。

金相法測定殘留奧氏體是借助于物體的二維截面來推斷三維空間中顯微組織的定量關(guān)系。從定量金相原理可知:待測相所占體積分數(shù)等于在觀察試樣面積中所占的面積分數(shù)，也等于在觀察線段中它所截線段的百分比，也等于在觀測的總點數(shù)中所占的點數(shù)百分比。據(jù)此，各相相對量的測量方法就有面積計量法、截線法和計點法。這種方法雖然很直觀，但繁瑣費時，精確度也不高。當(dāng)殘留奧氏體量(體積分數(shù))小于10%時，便不易測出。金相法的測量精度主要取決于顯微組織的顯示情況，組織顯示包含以下幾層意思:①不同相的界面應(yīng)清晰可見，相的形貌不失真，相的尺寸不擴大也不縮?。虎诓煌嘀g的反襯要鮮明，顯然襯度差越大，測量的精度越高，為了提高測量精度，可用彩色金相法。

磁性法測定殘留奧氏體的數(shù)量，實際上是通過測量鋼中馬氏體的量來實現(xiàn)的。已知馬氏體數(shù)量后，從試樣中扣除馬氏體數(shù)量即得殘留奧氏體的數(shù)量。當(dāng)試樣中只存在馬氏體和奧氏體兩個相時，可通過熱磁儀測量試樣的飽和磁化強度M，再通過與一個純馬氏體的標(biāo)準試樣的飽和磁化強度MM比較，從而得出奧氏體的體積分數(shù)φA=(MM-M)/M。標(biāo)準試樣的要求是和被測樣中馬氏體的化學(xué)成分相同，因為飽和磁化強度與馬氏體的成分有關(guān)，其隨馬氏體中含碳量和合金元素的增加而減少。這種測量方法的精度取決于標(biāo)樣的選擇，通過熱處理方法得到全馬氏體的試樣是很困難的。生產(chǎn)上可選用如下方法得到標(biāo)樣:①淬火后進行冷處理(冷到液氮或液氦溫度)，使鋼中殘留奧氏體量降得很低；②選用“回火標(biāo)樣”、即試樣淬火后進行適當(dāng)溫度回火，使殘留奧氏體盡量分解為回火馬氏體，對與高碳、高合金鋼，目前一般采用中溫、甚至高溫回火的標(biāo)樣；③對于低碳鋼和低合金鋼，也可選用“鐵素體標(biāo)樣”，因為碳含量及合金元素含量低時對馬氏體的磁飽和強度影響很小。

X射線衍射法測定殘留奧氏體的含量，廣泛采用直接對比法。它是指測定多相混合物中某相含量時，以另一相的某一根衍射線條作為參考線條，不必摻入外加標(biāo)準物質(zhì)。試驗時使用塊狀多晶試樣，試樣制備時要求得到平滑、無應(yīng)變的表面，在磨光時應(yīng)避免試樣過熱或塑性變形，防止引起馬氏體和奧氏體的分解。確定殘留奧氏體含量時，可在同一個衍射花樣上，測出馬氏體和奧氏體的某衍射線的強度比(IA/IM)。根據(jù)X射線衍射強度(累積強度)公式可計算出奧氏體的體積分數(shù)φA=1/[1+C(IA/IM)]，其中常數(shù)C可根據(jù)試驗結(jié)果在X射線衍射的有關(guān)參考書查到。

當(dāng)殘留奧氏體含量較高時，采用金相法可獲得滿意結(jié)果，但當(dāng)含量小于10%(體積分數(shù))時，其誤差較大。磁性法只能測定試樣整體的殘留奧氏體量，如需測定局部的、表面的或沿層深分布的奧氏體量時，必須采用X射線衍射法。采用濾波輻射時，其下限探測的體積分數(shù)為4%～5%，當(dāng)采用旋轉(zhuǎn)陽極靶附加晶體單色器時，其允許探測量可小于1%。

如果工廠要用殘留奧氏體量作為檢驗產(chǎn)品的質(zhì)量時，可先用X射線衍射法定量算出合格殘留奧氏體量的上、下范圍，并用磁性法折換成飽和磁化強度的范圍進行檢驗。磁性法測量速度快，X射線法測量精度高，兩者配合可得到滿意的結(jié)果。