簡介
英文名稱：austenite
晶體結構：面心立方（fcc）
字母代号：A、γ
定義：碳及各種化學元素在γ－Fe中形成的固溶體
微觀表述：γ－Fe為面心立方晶體，其最大空隙為0.51×10－8cm，略小于碳原子半徑，因而它的溶碳能力比α－Fe大，在1148℃時，γ－Fe最大溶碳量為2.11%，随着溫度下降，溶碳能力逐漸減小，在727℃時其溶碳量為0.77%。
性能特點
奧氏體是一種塑性很好，強度較低的固溶體，具有一定韌性。不具有鐵磁性。因此，分辨奧氏體不鏽鋼刀具(常見的18－8型不鏽鋼）的方法之一就是用磁鐵來看刀具是否具有磁性。
古代鐵匠打鐵時燒紅的鐵塊即處于奧氏體狀态。
另外，奧氏體因為是面心立方，八面體間隙較大，可以容納更多的碳。
命名
為紀念英國冶金學 家羅伯茨-奧斯汀 (1843～1902)對金屬科學中的貢獻而命名。
産生原因
碳溶解在γ鐵中形成的一種間隙固溶體，呈面心立方結構，無磁性。奧氏體是一般鋼在高溫下的組織，其存在有一定的溫度和成分範圍。有些淬火鋼能使部分奧氏體保留到室溫，這種奧氏體稱殘留奧氏體。在合金鋼中除碳之外，其他合金元素也可溶于奧氏體中，并擴大或縮小奧氏體穩定區的溫度和成分範圍。例如，加入錳和鎳能将奧氏體臨界轉變溫度降至室溫以下，使鋼在室溫下保持奧氏體組織，即所謂奧氏體鋼。
鋼中特性
比容：在鋼的各種組織中，奧氏體的比容最小。
膨脹：奧氏體的線膨脹系數比鐵素體和滲碳體的平均線膨脹系數高出約一倍。故也可被用來制作要求膨脹靈敏的元件。
導熱性：除滲碳體外，奧氏體的導熱性最差。為避免熱應力引起的工件變形，不可采用過大的加熱速度加熱。
力學性能：具有較高的塑性、低的屈服強度，容易塑性變形加工成型。
面心立方點陣是一種最密排的點陣結構，緻密度高，其中鐵原子的自擴散激活能大，擴散系數小，從而使其熱強性好。故奧氏體鋼可作為高溫用鋼。
奧氏體的硬度一般是170~220HBS，延長率為40%~50%。
影響因素
轉變速度的因素
1.加熱溫度
随加熱溫度的提高,奧氏體化速度加快。
2.加熱速度
加熱速度越快，發生轉變的溫度越高，轉變所需的時間越長。
3.合金元素
钴、鎳等加快奧氏體化過程；
鉻、钼、釩等減慢奧氏體化過程；
矽、鋁、錳等不影響奧氏體化過程。由于合金元素的擴散速度比碳慢得多，所以合金鋼的熱處理加熱溫度一般較高，保溫時間更長。
4.原始組織
原始組織中滲碳體為片狀時奧氏體形成速度快，且滲碳體間距越小，轉變速度越快，同時奧氏體晶粒中碳濃度梯度也大，所以長大速度更快。
晶粒長大的因素
1.加熱溫度和保溫時間
随加熱溫度升高晶粒将逐漸長大。溫度愈高，或在一定溫度下，保溫時間越長，奧氏體晶粒也越粗大。
2.鋼的成分
奧氏體中碳含量增高，晶粒長大傾向增大。
鋼中加入钛、釩、铌、锆、鋁等元素，有利于得到本質細晶粒鋼，因為碳化物、氧化物和氮化物彌散分布在晶界上，能阻礙晶粒長大。
錳和磷促進晶粒長大。
3.合金元素
C%的影響：C%高，C在奧氏體中的擴散速度以及Fe的自擴散速度均增加，奧氏體晶粒長大傾向增加，但C%超過一定量時，由于形成Fe3CⅡ，阻礙奧氏體晶粒長大;
合金元素影響：強碳化物形成元素Ti、Zr、V、W、Nb等熔點較高，它們彌散分布在奧氏體中阻礙奧氏體晶粒長大；非碳化物形成元素Si、Ni等對奧氏體晶粒長大影響很小。
組織形貌
奧氏體一般由等軸狀的多邊形晶粒組成，晶粒内有孿晶。在加熱轉變剛剛結束時的奧氏體晶粒比較細小，晶粒邊界呈不規則的弧形。經過一段時間加熱或保溫，晶粒将長大，晶粒邊界可趨向平直化。鐵碳相圖中奧氏體是高溫相，存在于臨界點A1溫度以上，是珠光體逆共析轉變而成。當鋼中加入足夠多的擴大奧氏體相區的化學元素時，Ni,Mn等，則可使奧氏體穩定在室溫，如奧氏體鋼。
晶體結構
奧氏體為面心立方結構，碳氮等間隙原子均位于奧氏體晶胞八面體間隙中心，及面心立方晶胞的中心和棱邊的中點。假如每一個八面體的中心各容納一個碳原子，則碳的最大溶解度應為50%（摩爾分數），相當于質量分數約20%。實際上碳在奧氏體中的最大溶解度為2.11%（質量分數），這是由于ˠ-Fe的八面體間隙的半徑僅為0.052nm，比碳原子的半徑0.086nm小。碳原子溶入将使八面體發生較大的膨脹，産生畸變，溶入越多，畸變越大，晶格将不穩定，因此不是所有的八面體間隙中心都能溶入一個碳原子，溶解度是有限的。碳原子溶入奧氏體中，使奧氏體晶格點陣發生均勻對等的膨脹，點陣常數随着碳含量的增加而增大。 大多數合金元素如Mn.Cr.Ni.Co.Si等，在ˠ-Fe中取代Fe原子的位置而形成置換固溶體。替換原子在奧氏體中的溶解度各不相同，有的可無限溶解，有的溶解度甚微。少數元素，如硼僅存在于浸提缺陷處，如晶界、位錯等。
性質
在真空工程中常用的不鏽鋼主要有奧氏體型不鏽鋼和馬氏體型不鏽鋼兩種類型。奧氏體型不鏽鋼中應用最多的牌号主要有0Crl8Ni9(304)、lCrl8Ni9Ti等，它們屬于耐熱、耐蝕無磁不鏽鋼，大量應用于真空室殼體、管路、閥體等；常用的馬氏體型不鏽鋼主要有0Crl3、lCrl3、2Crl3、3Crl3等，主要用于具有較高韌性及受沖擊負荷的零件，如耐蝕真空泵葉片、軸類、噴嘴、閥座、閥片等需要一定硬度及耐腐蝕的場合。
真空度在1.3×10-4Pa以上的高真空和超高真空系統中，最好選用奧氏體無磁不鏽鋼[例如lCrl8Ni9Ti，0Crl8Ni9(304)等]制造真空容器的殼體、管道或其它零部件。這種不鏽鋼具有優良的抗腐蝕性、放氣率低、無磁性、焊接性好，其導電率及導率較低，能夠在-270oC～900oC範圍内工作。并具有高的強度、塑性及韌性。是目前金屬超高真空系統中所應用的主要結構材料。
奧氏體不鏽鋼可以采用電弧焊、釺焊和氩弧焊的方法進行焊接加工。表3給出最常用的奧氏體型不鏽鋼(304型)的性質，304不鏽鋼與lCrl8Ni9Ti不鏽鋼的性質相近，其抗腐蝕性能非常好，蒸氣壓很低、導熱率低，并且是非磁性的。這些性質使得奧氏體不鏽鋼成為超高真空室、工件架、支架、法蘭、螺栓螺母及超高真空泵(離子泵、低溫泵、吸附泵等)等最常用的材料。
不鏽鋼就其磁性而言，分為有磁性的和無磁性的。通常含有鎳元素成份的都是無磁性的。應注意的是，不鏽鋼并非絕對非磁性的，而是導磁率很小。而且，冷加工能夠增加不鏽鋼的導磁性。
當需要耐高溫、抗腐蝕或需要熱處理(淬火或調質等)時，如軸、閥蓋、封口等，則采用2Crl3、3Crl3、4Crl3等馬氏體不鏽鋼為宜。但此類不鏽鋼的防鏽性能不如奧氏體不鏽鋼好。
常用的無磁性不鏽鋼的主要缺點是抗晶界間腐蝕不穩定，尤其是在焊接時，受熱在450～750oC的地方，易在晶界上形成鉻的碳化物而降低材料應有的氣密性。試驗證明：含鉻18％～20％，含鎳10％以下，含碳低于0.2％的不鏽鋼，經過1050～1150oC高溫處理，可消除上述晶界間不穩定的缺點。
