1. 什么是殘留奧氏體？

— 殘余奧氏體：馬氏體轉(zhuǎn)變自Ms開始，Mf結(jié)束。轉(zhuǎn)變在Mf時(shí)可能未100%完成，未完成轉(zhuǎn)變的奧氏體為殘留奧氏體。Ms和Mf隨奧氏體中含碳量增加而降低，殘留奧氏體含量增加。文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/1660.html

— 過共析鋼，加熱溫度低，奧氏體晶粒就細(xì)小，淬火后得到的殘余奧氏體也相對少。因此對于過共析鋼，一般加熱到Ac1以上20~30C。加熱超過Acm線，則導(dǎo)致二次滲碳體消失，奧氏體晶粒長大，淬火后殘余奧氏體增多，不但硬度反而降低，而且脆性亦有增加。文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/1660.html

— 實(shí)例：IHI SNC22 & SNC23船用齒輪。含鎳量高，熱處理時(shí)容易出現(xiàn)殘留奧氏體。《機(jī)械構(gòu)件熱處理設(shè)計(jì)》文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/1660.html

2. 針對殘余奧氏體的一些規(guī)定：

— 德國ZF齒輪廠對重負(fù)荷齒輪的顯微組織要求，殘留奧氏體：放大200倍，在距離齒根3/4高度處檢驗(yàn)，殘留奧氏體＜40%。同步器齒輪顯微組織要求殘留奧氏體＜40%。《德國ZF齒輪廠熱處理及鋼材質(zhì)量控制 - 1996年》
※ 如何計(jì)算可允許的殘留奧氏體量？有何規(guī)定？ 殘留奧氏體40%的量應(yīng)該是偏高了。
— 船用齒輪：殘留奧氏體控制＜25%。若過多，需進(jìn)行冷浸處理。《機(jī)械構(gòu)件熱處理設(shè)計(jì)》文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/1660.html

3. 有什么好的作用？

— 適量殘留奧氏體可提高疲勞壽命。文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/1660.html

☆??殘留奧氏體對軸承鋼和低溫鋼的疲勞壽命或低溫韌性帶來有益作用。軸承鋼中含有4~10%殘留奧氏體和馬氏體組織，在不同載荷下，鋼的接觸疲勞壽命隨殘留奧氏體含量的升高而升高。機(jī)理：軸承滾道的顯微硬度和殘余應(yīng)力對比分析得出：運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，殘留奧氏體產(chǎn)生加工誘發(fā)相變，轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，硬度提高；相變伴隨較大的表層壓應(yīng)力和相變誘發(fā)塑性。《機(jī)械構(gòu)件熱處理設(shè)計(jì)》文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/1660.html

☆??小截面零件為提高疲勞壽命，可采用力學(xué)性能、金相組織匹配最好的強(qiáng)韌化工藝，如奧氏體化后的等溫處理，得到強(qiáng)韌性匹配極佳的金相組織：下貝氏體+少量殘留奧氏體（10%~20%）。《ISO 898-1 碳鋼和合金鋼緊固件機(jī)械性能》
— 殘留奧氏體可提高韌性文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/1660.html

☆??齒輪滲碳層含有5%殘留奧氏體：可以減少齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲，防止沖擊碎裂并改善嚙合條件。《機(jī)械構(gòu)件熱處理設(shè)計(jì)》文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/1660.html

☆??9%Ni鋼或5~7%Ni鋼：彌散的細(xì)晶粒奧氏體，脆性轉(zhuǎn)變溫度移到低溫區(qū)域，低溫強(qiáng)韌性提高。《機(jī)械構(gòu)件熱處理設(shè)計(jì)》文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/1660.html

4. 有什么不好的影響？

— 降低淬火鋼的硬度和耐磨性文章源自solidworks教程網(wǎng)-http://m.66kg.cn/1660.html

☆ 滾動(dòng)磨損：殘留奧氏體一定限度內(nèi)有助于滾動(dòng)接觸面的磨合和發(fā)生馬氏體硬化以降低接觸面壓力，但過多殘留奧氏體由于降低了硬度反而增加磨損量。
（具體多少是合適的？需要通過實(shí)驗(yàn)來確定。是否不同的載荷和運(yùn)動(dòng)速度下，磨損量也是不同的？）

☆ 碳濃度與硬度分布曲線。最高硬度在含碳量約0.75%。當(dāng)含碳量＞0.75%后，生成殘余奧氏體，硬度值降低。芯部硬度隨含碳量降低而降低。《機(jī)械構(gòu)件熱處理設(shè)計(jì)》

☆ 在保證硬度的前提下，齒根殘留奧氏體含量4級以下，齒工作面5級以下，不會降低齒輪和軸的接觸疲勞強(qiáng)度。《變速器齒輪和軸的強(qiáng)化滲碳-蘇聯(lián)，1985年》

※ 蘇聯(lián)的殘留奧氏體分級是如何分的？與歐美的殘留奧氏體的比例有何聯(lián)系？

☆ 某公司A零件殘留奧氏體要求：A零件與軸上平面有相互擠壓和相對運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生磨損，因此有硬度和耐磨損要求，表面硬度大于38HRC。為了滿足表面硬度要求，要求控制殘留奧氏體必須小于15%（測量方法為內(nèi)平面下0.2mm，殘留奧氏體面積占總面積的比例）。

☆ 某公司B零件殘留奧氏體要求：軸類，高速旋轉(zhuǎn)件，與滑動(dòng)軸承配合，有耐磨損要求。滲碳硬化（氣體滲碳8Hrs, 940℃，奧氏體化溫度820℃。油淬，180℃回火1Hrs，再230℃回火 2Hrs），表面含碳量0.7%~1.0%，圖紙要求滲碳層深度和硬度。要求控制游離碳化物，應(yīng)分散不連續(xù)，在晶界上含量不超過40%。晶間氧化物在未加工表面不應(yīng)超過0.013mm深度。在工作面上的晶間碳化物應(yīng)分散不連續(xù)，在晶界上含量＜40%。零件殘留奧氏體量應(yīng)小于15%；若存在歧義，用X射線衍射檢測，若X射線結(jié)果＞10%，零部件不可接受。軸微觀組織應(yīng)主要為回火馬氏體。規(guī)定非常細(xì)致，老米對材料的理解真心深入。

— 精密零件尺寸穩(wěn)定性變差

☆ 減少殘余奧氏體有利于提高材料的抗磨損和尺寸穩(wěn)定性。

☆ 加熱時(shí)奧氏體淬火后未完全轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，形成殘留奧氏體，且殘留奧氏體隨碳含量增加而增加。殘留奧氏體為不穩(wěn)定相，常溫放置或服役過程會緩慢轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，由于轉(zhuǎn)變過程中伴隨著晶粒結(jié)構(gòu)變化，體積膨脹，導(dǎo)致尺寸發(fā)生變化。若230~280℃回火，殘留奧氏體分解成鐵素體和碳化物，但硬度下降，某些場合不可接受。此時(shí)可采用冷浸處理。

☆ 為保證零件尺寸穩(wěn)定性，應(yīng)降低殘留奧氏體量，且在零件使用條件內(nèi)穩(wěn)定，不發(fā)生轉(zhuǎn)變。《機(jī)械構(gòu)件熱處理設(shè)計(jì)》

— 容易產(chǎn)生磨削裂紋

☆ 滾珠循環(huán)式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)齒輪：滾珠螺紋面在滲碳淬火時(shí)不要有過多殘留奧氏體，防止磨削時(shí)發(fā)生磨削燒傷或磨削裂紋。工藝手段：選擇合適的氣氛碳勢和淬火冷卻劑。《機(jī)械構(gòu)件熱處理設(shè)計(jì)》
— 殘留奧氏體氫脆風(fēng)險(xiǎn)更大

☆ 螺栓的微觀組織中，奧氏體比鐵素體和馬氏體對氫有更高的吸收能力solubility，因此H更容易在鋼中向殘留奧氏體富集。烘烤并不會去除氫，除非改變了殘留奧氏體的狀態(tài)。殘留奧氏體中的氫并不會引起氫脆，但當(dāng)奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體 untempered martensite時(shí)，會釋放氫，金屬可能發(fā)生脆斷。《Handbook of Bolts and Bolted Joints》

— 影響表面殘余壓應(yīng)力分布

☆ 表面硬化的殘余壓應(yīng)力提高疲勞強(qiáng)度。若出現(xiàn)屈氏體組織、或殘留奧氏體過多、冷卻速度不均勻等，則殘余應(yīng)力分布差異很大。《機(jī)械構(gòu)件熱處理設(shè)計(jì)》

5. 如何控制殘留奧氏體？

— 調(diào)節(jié)碳勢

☆ 目前鋼件滲碳，多在固定碳勢或階梯碳勢或下降碳勢下進(jìn)行，鋼件表面容易形成非馬氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。蘇聯(lián)提出：開始時(shí)碳勢較低，在滲碳過程中增加碳勢。目的是表面層的碳化物形成更緩慢，彌補(bǔ)固溶體中C的減少。《變速器齒輪和軸的強(qiáng)化滲碳-蘇聯(lián)，1985年》

— 冷浸處理（大型零件成本較高）

☆ 某公司A產(chǎn)品殘留奧氏體控制工藝手段：淬火熱處理，冷浸處理（快速冷卻至室溫（＜8Hrs），然后零件冷卻至-120°F，以完成奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變。零件至少在低溫環(huán)境中放置1Hrs，以獲得要求的殘余奧氏體量。然后回火處理，釋放材料內(nèi)部的殘余應(yīng)力和熱處理應(yīng)力。

☆ 適于Mf＜0℃的高碳鋼和合金鋼。殘余奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變，硬度和耐磨性提高。尺寸穩(wěn)定化處理，如精密量具，滾動(dòng)軸承等。工藝：冷卻至室溫后，再進(jìn)一步冷卻至-70~-80℃。冷浸后需低溫回火，消除應(yīng)力及穩(wěn)定新馬氏體組織。《工程材料 - 戴枝榮》

☆ 高碳鋼和合金鋼的Mz（馬氏體終止轉(zhuǎn)變溫度）溫度可能低于0C。為了消除殘余奧氏體以獲得最大數(shù)量的馬氏體，可以進(jìn)行冷處理，即將淬火鋼繼續(xù)冷卻到 -70~-80C（根據(jù)情況可能更低），保持一段時(shí)間，使殘余奧氏體繼續(xù)轉(zhuǎn)變成馬氏體。這樣可以提高硬度，穩(wěn)定尺寸。一般適用干冰和酒精混合劑或者冷凍 機(jī)。特殊時(shí)也可以采用液化乙烯或者液氮等進(jìn)行更冷的處理。采用冷處理時(shí)，應(yīng)防止冷裂，所以可以先回火

一次或者在高溫（-30C）預(yù)冷一次，然后冷處理。冷處理后進(jìn)行回火。冷處理一般會使零件尺寸增大。另外，冷處理應(yīng)在淬火后盡快進(jìn)行（0.5~1小時(shí)內(nèi)），否則由于殘余奧氏體的陳化穩(wěn)定性（奧氏體雖時(shí)間推移而變得較穩(wěn)定的現(xiàn)象）使冷處理中能得到的馬氏體數(shù)量減少。《零讀雜談》

☆ 冷浸處理：冷卻至冰點(diǎn)下（0℃），使奧氏體全部或者大部分轉(zhuǎn)換成馬氏體。冷浸處理前長時(shí)間在 室溫放置或回火處理（對防止冷浸開裂有一定幫助）。殘留奧氏體提前穩(wěn)定化，冷浸效果降低。冷浸處理后需進(jìn)行低溫回火。《機(jī)械構(gòu)件熱處理設(shè)計(jì)》

— 淬火方法

— 回火方法

☆ 低溫回火（150~250℃）：低溫回火的目的是消除淬火應(yīng)力，降低淬火鋼中的殘余奧氏體的含量。在保持高硬度和耐磨性的同時(shí)，適當(dāng)提升塑性、韌性。避免材料的時(shí)效開裂。低溫回火后組織是回火馬氏體。《零讀雜談》

☆ 對于高精密偶件（內(nèi)燃機(jī)車燃油泵柱塞副）與量具的尺寸穩(wěn)定性和耐磨性，可以在100~150℃進(jìn)行長時(shí)間低溫回火（數(shù)十小時(shí)）。這種回火叫也被稱為時(shí)效處理或者尺寸穩(wěn)定處理。必須要說，這種時(shí)效同自然時(shí)效不同。屬于人為干涉的快速時(shí)效處理。《零讀雜談》

大俠總結(jié)了很多，挺好的。哈哈。不敢妄言，簡單說兩句，有不對的地方歡迎斧正。

從宏觀上認(rèn)知，材料無非軟態(tài)和硬態(tài)兩種組成。軟態(tài)，韌性高，抗疲勞性好，但抵抗變形的能力不足。而硬態(tài)，抵抗變形的能力高，耐磨性好，但相對應(yīng)的韌性不足。

實(shí)際使用中，往往將二者結(jié)合，以達(dá)到所需求的目的。

談殘余奧氏體，其實(shí)就是談這兩者的結(jié)合問題。換句話說，是不是應(yīng)該有殘余奧氏體？有多少？要如何分布?其實(shí)是根據(jù)你實(shí)際零件的具體需求而定的。要求表面耐磨、耐擠壓、耐高表面應(yīng)力的，則一定要求殘余奧氏體的含量越低越好。而如果，上述要求略微降低，同時(shí)要求一定的微變形能力以適應(yīng)具體的運(yùn)轉(zhuǎn)，則殘余奧氏體的含量就會提高，但根據(jù)含量區(qū)間又一定會對最終的形態(tài)有具體的要求。
雜談里說回火托氏體的時(shí)候，說過鐵素體同球裝滲碳體的結(jié)合問題。殘余奧氏體也是如此。當(dāng)最終產(chǎn)物以馬氏體、滲碳體為主時(shí)，微量的殘余奧氏體如果只是偏聚出現(xiàn)，那么最終在這個(gè)部分會因?yàn)榫植克苄詳嗔研纬上绕诹鸭y，進(jìn)而導(dǎo)致周圍脆性體的連續(xù)尖端斷裂形成裂紋快速生長。而如果殘余奧氏體均勻而布，同時(shí)透鏡馬和滲碳體得以均勻的鈍化均布，則同樣的含量下，整體硬度和韌性會大不相同。
當(dāng)殘余奧氏體含量較高時(shí)，則對應(yīng)的硬態(tài)組織則會變成板條馬、下貝氏體或者密排晶格組織。此時(shí)，通過球化處理，亦可以得到硬而韌的最終形態(tài)，且由于整體彈性模量的變化，這樣的形態(tài)具有更大的微變形適應(yīng)能力。

個(gè)人觀點(diǎn)，最終用什么組織形態(tài)，什么樣的配比，不是一個(gè)簡單的書中記載問題。所有都必須從需要解決的問題本身要求出發(fā)，按照規(guī)律逐層解決。需要硬化的部分硬化好，需要軟化添加的部分均勻化好，等等操作，最終才能形成合理的狀態(tài)。