共析碳鋼的奧氏體化過(guò)程如圖4-3所示。共析碳鋼的室溫組織是珠光體，即鐵索體和滲碳體的兩相機(jī)械混合物。鐵素體具有體心立方晶格，在A1溫度時(shí)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0218%;滲碳體具有復(fù)雜晶格，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.69%。加熱到Ac1溫度后，珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，具有面心立方晶格，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 77%。

　　可見，珠光體向奧氏體的轉(zhuǎn)變，是由成分相差懸殊，晶格截然不同的兩相，變成另一種晶格的單相固溶體。因此，在轉(zhuǎn)變過(guò)程中必須進(jìn)行晶格的改組和鐵、碳原子的擴(kuò)散，即發(fā)生相變。

　　研究表明，珠光體向奧氏體的轉(zhuǎn)變可分為以下三個(gè)階段：

　　1.奧氏體晶核的形成與長(zhǎng)大

　　奧氏體的晶核是在鐵素體和滲碳體的相界面處優(yōu)先形成的，這是因?yàn)橄嘟缑嫣幵优帕谢靵y，空位和位錯(cuò)密度較高，處于高能量狀態(tài)。另外，奧氏體碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于鐵素體與滲碳體之間，故在兩相交界處形成奧氏體晶核的條件最合適，如圖4-3a所示。

　　奧氏體晶核形成以后逐漸長(zhǎng)大，如圖4-3b所示。由于它的兩側(cè)分別與鐵素體和滲碳體相鄰，所以?shī)W氏體晶核的長(zhǎng)大是奧氏體的相界面同時(shí)向鐵素體和滲碳體中推移的過(guò)程。這一過(guò)程是依靠鐵、碳原子的擴(kuò)散，使鄰近的體心立方晶格的鐵素體改組為面心立方晶格的奧氏體和鄰近的滲碳體向新形成的奧氏體中不斷溶解來(lái)完成的。

　　2.殘余滲碳體的溶解

　　由于滲碳體的晶格結(jié)構(gòu)及碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與奧氏體相差很大，所以滲碳體向奧氏體的溶解必然落后于鐵素體向奧氏體的轉(zhuǎn)變，即在鐵素體全部消失后，仍有部分滲碳體尚未溶解，稱為殘余滲碳體，如圖4-3c所示。這部分未溶滲碳體將隨保溫時(shí)間的增長(zhǎng)繼續(xù)向奧氏體中溶解，直至全部消失為止。

　　3.奧氏體均勻化

　　當(dāng)殘余滲碳體完全溶解后，奧氏體中碳原子的分布仍然是不均勻的，原滲碳體區(qū)域碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，原鐵素體區(qū)域碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低。只有繼續(xù)延長(zhǎng)保溫時(shí)間，通過(guò)碳原子的擴(kuò)散，才能使奧氏體的成分趨于均勻化，獲得均勻的奧氏體，如圖4-3d所示。

　　亞共析碳鋼和過(guò)共析碳鋼的奧氏體化過(guò)程與共析碳鋼基本相同，不同之處在于亞共析碳鋼和過(guò)共析碳鋼在Ac1稍上溫度時(shí)，還分別殘留有鐵素體、二次滲碳體未變化，所以，它們的完全奧氏體化溫度應(yīng)分別在Ac3、Accm溫度以上。

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