耐候板在热处理时，都要先把钢加热到临界点以上，其目的是使钢的组织转变为奥氏体组织，通常把这种加热转变过程称为钢的奥氏体化。下面以共析钢为例说明钢的奥氏体化过程。

　　1.耐候板的奥氏体化

　　由铁碳合金相图可知，共析钢加热到临界点Ac1以上时，其珠光体组织(铁素体和渗碳体的混合物)将向奥氏体转变。这一转变过程是通过形核及晶核长大的过程来进行的，如图4-4所示。

　　图4-4 共析钢中奥氏体形成过程示意图

　　其转变过程可归纳为以下三个阶段：

　　(1)奥氏体晶核的形成及长大 当共析钢加热到Ac1以上时，在铁素体与渗碳体的相界面上优先形成奥氏体晶核。这是因为相界面上原子排列紊乱，为奥氏体的形核提供了有利条件。奥氏体晶核生成后，它一面与铁素体相接，另一面与渗碳体相接，通过铁原子的晶格改变和碳原子的扩散，使奥氏体向铁素体和渗碳体两个方向逐渐长大，直至珠光体全部消失为止。

　　(2)残留渗碳体的溶解 在铁素体全部消失后，仍有部分渗碳体尚未溶解。随着时间的延长，残留渗碳体继续向奥氏体中溶解，直至全部消失为止。

　　(3)奥氏体的均匀化 当渗碳体完全溶解到奥氏体中时，奥氏体中的碳浓度仍是不均匀的。在原来是渗碳体的地方溶碳量较高，原来是铁素体的地方溶碳量较低，必须继续保温一定时间，通过碳原子的扩散，才能使奥氏体中成分均匀化。

　　因此，耐候板在热处理加热时需要一定的保温时间，这不仅是为了使工件热透(心部和表面温度趋于一致)，也是为了获得成分均匀的奥氏体晶粒，以便冷却后获得良好的组织和性能。

　　亚共析钢加热到Ac1时，其室温组织中的珠光体首先转变成奥氏体，其余的铁素体随着加热温度继续升高而不断向奥氏体转变，直至加热温度超过Ac3后，铁素体才全部消失，钢处于奥氏体状态。过共析钢的室温组织是珠光体加二次渗碳体，当加热到Ac1时，首先是组织中的珠光体转变成奥氏体，继续升高温度，渗碳体将逐渐溶解，直至超过Accm后，才全部转变为奥氏体状态。

　　2.奥氏体晶粒的长大

　　当珠光体向奥氏体转变刚刚完成时，奥氏体晶粒是比较细小的。这是由于珠光体内铁素体和渗碳体的相界面很多，有利于形成数目众多的奥氏体晶核。但是随着加热温度的升高，保温时间的延长，奥氏体晶粒会自发地通过晶粒之间的相互吞并而长大，加热温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒越粗大。

　　3.奥氏体的晶粒度

　　进行热处理时，提高加热温度能加速奥氏体的形成和均匀化过程，但是在较高温度下加热或进行长时间的保温，奥氏体的晶粒容易长大，其结果使钢件冷却后的力学性能降低，特别是冲击韧度变坏。奥氏体晶粒粗大也是淬火变形与开裂的重要原因。所以在加热时，如何获得细而均匀的奥氏体晶粒，是保证热处理质量的关键问题之一。

　　为了测定耐候板在加热时的晶粒长大倾向和实际形成奥氏体晶粒的尺寸，用标准晶粒度来作为表示晶粒大小的尺度，标准规定，将加热到930℃的奥氏体晶粒分为12级：1~4级为粗晶粒度;5~8级为细晶粒度;超过8级为超细晶粒度。图4-5所示为1~8级的标准晶粒度示意图。生产上，一般重要的工件进行热处理时，都要对其奥氏体的实际晶粒度(钢在具体加热条件下获得的奥氏体晶粒大小，称为奥氏体的实际晶粒)进行金相评级。

　　一般采用将钢的实际晶粒大小与图4-5所示的标准晶粒度等级图比较，来评定奥氏体实际晶粒的大小。奥氏体的实际晶粒越细小，冷却后钢组织的晶粒也越细小，其强度、塑性和冲击韧度越高。因此，钢在加热时，必须严格控制加热温度和保温时间，避免出现晶粒长大的现象。

　　实践表明，不同成分的钢，在加热时，奥氏体晶粒长大的倾向是不同的。通常有两种情况：一种是钢的奥氏体晶粒随温度的升高会迅速长大，这样的钢称为本质粗晶粒钢;另一种是钢的奥氏体晶粒不容易长大，只有加热到较高温度(930~950℃)时才急剧长大，这样的钢称为本质细晶粒钢，如图4-6所示。

　　钢晶粒长大的倾向性，与钢的脱氧程度有关。沸腾钢一般都为本质粗晶粒钢，而镇静钢一般为本质细晶粒钢。本质细晶粒钢在一般的热处理加热温度(低于950℃)下，奥氏体晶粒没有明显长大，因此需要进行热处理的零件，一般都采用镇静钢制造。

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