奧氏體（伽馬鐵）

奧氏體，也稱為伽馬相鐵，是鐵的金屬非磁性同素異形體或鐵的固溶體，含有合金元素。在普通碳鋼中，奧氏體存在于臨界共析溫度1,000 K (1,340 °F)以上；其他合金鋼具有不同的共析溫度。它以威廉·錢德勒·羅伯茨-奧斯汀爵士(1843–1902)的名字命名。

SUS316奧氏體不銹鋼，含有西格瑪相。

奧氏體是碳和鐵的金屬非磁性固溶體，存在于1333°F (723°C)臨界溫度以上的鋼中。其面心立方(FCC)結構使其能夠在溶液中保持高比例的碳。在許多磁性合金中，居里點（磁性材料停止磁性行為的溫度）發生在與奧氏體轉變幾乎相同的溫度下。這種行為歸因于奧氏體的順磁性，而馬氏體和鐵素體都具有強鐵磁性。

當它冷卻時，這種結構要么分解為鐵素體和滲碳體的混合物（通常以珠光體或貝氏體的結構形式存在），要么發生稱為馬氏體轉變的輕微晶格畸變。冷卻速度決定了這些材料的相對比例，從而決定了鋼的機械性能（例如硬度、抗拉強度）。

鐵碳相圖，顯示了奧氏體在碳鋼中穩定的條件。

奧氏體的碳含量遠高于鐵素體，在1333°F (723°C) 時為0.8%，在2098°F (1148°C)時為2.08%。因此，在臨界溫度以上，鐵素體和滲碳體（對于碳含量為0.8%的鋼）中包含的所有碳都溶解在奧氏體中。從912到1,394 °C（1,674到2,541 °F），α 鐵經歷了從體心立方 (BCC) 到伽馬鐵（也稱為奧氏體）的面心立方 (FCC) 構型的相變。它同樣柔軟且具有延展性，但可以溶解更多的碳（在 1,146 °C (2,095 °F) 時，按質量計可溶解多達 2.04%）。這種伽馬形式的鐵表現在制造醫院和食品服務設備最常用的不銹鋼類型。

奧氏體組織具有良好的抗蠕變性和良好的抗氧化性

淬火（誘導馬氏體轉變），然后回火（分解一些馬氏體和殘余奧氏體）是高性能鋼最常見的熱處理。添加某些其他金屬，如錳和鎳，可以穩定奧氏體結構，促進低合金鋼的熱處理。在奧氏體不銹鋼的極端情況下，更高的合金含量使這種結構即使在室溫下也很穩定。

左側的鐵素體不銹鋼具有體心立方 (bcc) 晶體結構。通過在這種不銹鋼中添加鎳，結構從 bcc 變為面心立方 (fcc)，稱為奧氏體，

奧氏體化是指將鐵、鐵基金屬或鋼加熱到使其晶體結構從鐵素體轉變為奧氏體的溫度。不完全的初始奧氏體化會在基體中留下未溶解的碳化物。對于某些鐵、鐵基金屬和鋼，在奧氏體化步驟期間可能會出現或存在碳化物。通常用于此的術語是兩相奧氏體化。

不銹鋼SUS304奧氏體。

另一方面，硅、鉬、鉻等元素會使奧氏體不穩定，提高共析溫度（鐵素體和滲碳體兩相變成單相奧氏體的溫度）。添加某些合金元素，如錳和鎳，可以穩定奧氏體組織，促進低合金鋼的熱處理。

向鐵素體鉻不銹鋼中添加 8% 的鎳可制成奧氏體鉻鎳不銹鋼，例如 SUS304不銹鋼。

在奧氏體不銹鋼的極端情況下，更高的合金含量使這種結構即使在室溫下也很穩定。另一方面，硅、鉬和鉻等元素會使奧氏體不穩定，從而提高共析溫度。

奧氏體僅在 910 °C (1,670 °F) 以上以塊狀金屬形式穩定。然而，面心立方 (fcc) 或金剛石立方襯底的使用允許 fcc 過渡金屬的外延生長。奧氏體在金剛石 (100) 面上的外延生長是可行的，因為晶格匹配緊密且金剛石 (100) 面的對稱性為 fcc。由于應變多層的臨界厚度已經確定并且與理論非常一致，因此可以生長不止單層的伽馬鐵。