金屬材料扯淡時間（三）----奧氏體化

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上次扯了半天相，開了個相變的頭，今天說說相變。

物質總是傾向於能量最低的方式存在，同樣也以適合環境的結構存在。如同我們休息的時候，身體總是希望躺著、坐著，就算軍人解散的時候也要稍息靠著樹唱唱小曲，舒服不如倒著就這意思。環境也很重要，同樣休息休閑的時候，一個人卡拉ok恨不得腳翹上桌，一群人的時候就要矜持一點。

相變的過程就是能量改變的過程，能量環境的變化經常需要材料本身改變結構改變構成甚至重組以適應能量環境的變化，同樣，材料中某些原子在這種改變的過程中總是希望選擇自身能量最低的方式存在，大部分是最簡單的方式存在。仍以前文說的奧氏體化為例，我們暫且把這個過程簡單的說成鐵素體轉變為奧氏體，學過材料入門的都知道是體心立方向面心立方轉變的過程。那麼為什麼要有結構變化？為什麼體心要變成面心呢？

當溫度升高的時候，能量增加這是個基本規律對吧，發燒腦門就熱，能量多了，當然嚴格的說應該是熱量，具體不爭，知道意思就可以了。能量增加了讓材料有了可以選擇變化的能力，「原子」本來在一個地方呆著挺好，住個小房子，沒錢沒護照，沒能力旅遊到另一個地方，只能老老實實的在一個範圍內生活，突然間它有了能量，有了錢，有能力坐火車坐飛機啦，它自然選擇動一下。錢多了呢就飛上天，比如水變成水蒸氣，錢少呢，就換個大房子（不要參考一線城市！！），結果就是原子間距變大一些。因此材料溫度升高的時候，原子變活躍，間距變大了，有時間的童鞋們可以查一查體心立方和面心立方的數據，面心立方晶格間距比體心立方的大很多，這就是為什麼鐵素體轉變為奧氏體後體心立方結構要轉變為面心立方結構，能量環境的改變使材料選擇自身最舒服的排列方式。有人問了：那晶格間距變大了很多，體積不是要變大很多！可實際上雖然材料有熱脹冷縮，但沒有變大太多啊？我只能說圖樣圖岑破！大家都能去歐洲旅遊就代表宇宙變大了么？你們這點naive的活動範圍宇宙還真不叼你。

溫度的升高帶來晶體結構的改變，這是原子取優的存在方式，在這個過程中讓一部分元素有了質的變化。簡單的用鐵碳相圖說明，就是C有了用武之地，開始走上材料的歷史舞台！鐵素體由於體心立方晶格間距小的原因，基本上是容不下碳生存的，順便說一下，前面講的包括現在說的所謂體心立方面心立方結構都是以Fe原子為基礎的啊，不要混淆，晶格上的點都是Fe！還沒有到有別的東西的時候，畢竟剛扯到第三次。。。異型蛋我們十幾次以後再扯啊！

C在鐵素體里溶解度很低很低，就是因為晶格間距小。當奧氏體化後，晶格結構變成面心立方了，晶格間距變大，C就可以擠進去了，注意，這時候還只能是擠進去，因為即使晶格間距變大，也沒有大到每個位置都能容下一個C。當年體心立方的時候人家是馬蜂窩，你一個人類死活是進不去的，現在變成面心立方了，人家是鴿子籠了，練瑜伽的印度人拼了老命也就擠進去了，同時把鴿子籠撐變形了，其他地方就再也擠不進去其他人了，就這個道理，C的溶解度是建立在面心立方晶格由於C的擠入而局部產生畸變造成的，總之很難受。

二伯把C比喻成改革開放時最先富起來的一部分人。。。把奧氏體化比喻成現在的吃喝玩樂的社會。低溫下的鐵素體很穩定，因為大家都沒錢，國家資源也匱乏，於是買東西憑票，買糧食憑糧票，買油有油票，買衣服有布票，其樂融融。當高溫來了，改革開放了，大家有錢了，國家也能賺錢了，物質極大豐富，再保持憑票生活的原則就會導致大部分人有錢沒票，就會有人高價買票，帶來票市場的混亂，從而引起社會混亂，所以這個體心立方的結構就濕吻了，啊。。寫錯了，還想著520呢，是「失穩了」！

解決失穩的方式就是建立一個在物質極大豐富的年代的新規則新體系，於是糧票作廢了，介紹信作廢了，於是大商場、高級飯店、超市等等面心立方形成了，大家快樂賺錢，放心花錢，新的穩態形成了，奧氏體化完畢！

雖然二伯家沒有成為先富起來的那一部分人，也不等待扔另一隻靴子，指望能後富起來。但二伯還是為C走上歷史舞台而興奮，至少讓二伯有了這個深深愛戴的工作。。奧氏體化後結構是不穩定的，只能在高溫下存在，當溫度降低，自然會改變為另一個結構存在，使能量重新分配，於是降溫會形成鐵素體啊，珠光體啊，貝氏體啊等等，看起來亂亂呼呼，其實規律極其簡單，我們下次再說這方面的，別問為什麼這次不說！

一般鋼鐵童鞋記住鐵素體變成奧氏體後碳可以更大的溶解到奧氏體結構中就可以了，很多過程掌握了規律就可以了，不做定性說明，什麼意思？比如人們常說鐵素體組織+珠光體組織轉變為奧氏體的過程，提個問題：鐵素體組織和珠光體組織那個先轉變？那個先消失？如果你敢回答，那麼恭喜你，你上套了，和上一次扯淡時的問題一樣，你要先看看問題對不對！

轉變過程中需要掌握的是鐵素體先消失，注意不是鐵素體組織！因為升溫過程帶來的結構改變，從而使C的溶解度越來越大，C慢慢向本來無法進入的鐵素體中過度，這時候嚴格意義上的鐵素體消失了，同時！注意是同時，隨著C逐漸擴散，珠光體組織中的滲碳體在變性，C流失到原來鐵素體的位置中，剩餘的所謂滲碳體中的C已經逐漸變少，慢慢的，整個材料中C逐漸均勻化，同時滲碳體消失。因此，相變的過程是鐵素體和滲碳體同時逐漸轉變為「有序鐵晶格中間隙C原子」這種結構的奧氏體，不存在鐵素體組織、珠光體組織的順序問題！

簡單的鐵素體--奧氏體相變簡單的規律就說完了，後面還有奧氏體形成後的變化，比如均勻性、比如長大等等問題，結合到材料最終晶粒大小的問題，材料人研究了很多，但至今仍處於迷糊階段，我們慢慢說，今天先扯到這。