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生混淆的。

但是，掌握到方法，區分這兩種區別也是很容易的。常用的2種方法如下所示：

1 從組織形態上區分

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：多角狀未溶鐵素體、塊狀先共析鐵素體和網狀或半網狀先共析鐵素體，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域內，微調聚焦會發現白色相與馬氏體相在同一個平面上。網狀或半網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。

如果爐內工件較多，出爐時間過長，工件在爐內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了塊狀先共析鐵素體。塊狀先共析鐵素體的數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）左右。由于爐門未關閉，當爐內工件溫度降低到Ac3以下時，因爐內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狀或半網狀沿原奧氏體晶界分布。

圖3 白色網狀先共析鐵素體

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。