奥氏体（伽马铁）

奥氏体，也称为伽马相铁，是铁的金属非磁性同素异形体或铁的固溶体，含有合金元素。在普通碳钢中，奥氏体存在于临界共析温度1,000 K (1,340 °F)以上；其他合金钢具有不同的共析温度。它以威廉·钱德勒·罗伯茨-奥斯汀爵士(1843–1902)的名字命名。

SUS316奥氏体不锈钢，含有西格玛相。

奥氏体是碳和铁的金属非磁性固溶体，存在于1333°F (723°C)临界温度以上的钢中。其面心立方(FCC)结构使其能够在溶液中保持高比例的碳。在许多磁性合金中，居里点（磁性材料停止磁性行为的温度）发生在与奥氏体转变几乎相同的温度下。这种行为归因于奥氏体的顺磁性，而马氏体和铁素体都具有强铁磁性。

当它冷却时，这种结构要么分解为铁素体和渗碳体的混合物（通常以珠光体或贝氏体的结构形式存在），要么发生称为马氏体转变的轻微晶格畸变。冷却速度决定了这些材料的相对比例，从而决定了钢的机械性能（例如硬度、抗拉强度）。

铁碳相图，显示了奥氏体在碳钢中稳定的条件。

奥氏体的碳含量远高于铁素体，在1333°F (723°C) 时为0.8%，在2098°F (1148°C)时为2.08%。因此，在临界温度以上，铁素体和渗碳体（对于碳含量为0.8%的钢）中包含的所有碳都溶解在奥氏体中。从912到1,394 °C（1,674到2,541 °F），α 铁经历了从体心立方 (BCC) 到伽马铁（也称为奥氏体）的面心立方 (FCC) 构型的相变。它同样柔软且具有延展性，但可以溶解更多的碳（在 1,146 °C (2,095 °F) 时，按质量计可溶解多达 2.04%）。这种伽马形式的铁表现在制造医院和食品服务设备最常用的不锈钢类型。

奥氏体组织具有良好的抗蠕变性和良好的抗氧化性

淬火（诱导马氏体转变），然后回火（分解一些马氏体和残余奥氏体）是高性能钢最常见的热处理。添加某些其他金属，如锰和镍，可以稳定奥氏体结构，促进低合金钢的热处理。在奥氏体不锈钢的极端情况下，更高的合金含量使这种结构即使在室温下也很稳定。

左侧的铁素体不锈钢具有体心立方 (bcc) 晶体结构。通过在这种不锈钢中添加镍，结构从 bcc 变为面心立方 (fcc)，称为奥氏体，

奥氏体化是指将铁、铁基金属或钢加热到使其晶体结构从铁素体转变为奥氏体的温度。不完全的初始奥氏体化会在基体中留下未溶解的碳化物。对于某些铁、铁基金属和钢，在奥氏体化步骤期间可能会出现或存在碳化物。通常用于此的术语是两相奥氏体化。

不锈钢SUS304奥氏体。

另一方面，硅、钼、铬等元素会使奥氏体不稳定，提高共析温度（铁素体和渗碳体两相变成单相奥氏体的温度）。添加某些合金元素，如锰和镍，可以稳定奥氏体组织，促进低合金钢的热处理。

向铁素体铬不锈钢中添加 8% 的镍可制成奥氏体铬镍不锈钢，例如 SUS304不锈钢。

在奥氏体不锈钢的极端情况下，更高的合金含量使这种结构即使在室温下也很稳定。另一方面，硅、钼和铬等元素会使奥氏体不稳定，从而提高共析温度。

奥氏体仅在 910 °C (1,670 °F) 以上以块状金属形式稳定。然而，面心立方 (fcc) 或金刚石立方衬底的使用允许 fcc 过渡金属的外延生长。奥氏体在金刚石 (100) 面上的外延生长是可行的，因为晶格匹配紧密且金刚石 (100) 面的对称性为 fcc。由于应变多层的临界厚度已经确定并且与理论非常一致，因此可以生长不止单层的伽马铁。