金屬材料的熱處理過程一般是由加熱、保溫和冷卻這三個(gè)階段所組成的。鋼件在熱處理過程中，大部分需要加熱到臨界點(diǎn)以上進(jìn)行全部或部分奧氏體化，然后以某種冷卻速度冷卻下來，得到所需要的組織和性能。因此，奧氏體化是鋼件熱處理的重要工序。加熱得到的奧氏體的組織狀態(tài)包括奧氏體的成分、晶粒大小、亞結(jié)構(gòu)、均勻性以及是否存在碳化物、夾雜物等其他相，這些對于其在隨后冷卻過程中得到的組織和性能具有直接影響。因此，研究鋼中奧氏體的形成機(jī)理，掌握控制奧氏體狀態(tài)的方法，具有重要的實(shí)際意義和理論價(jià)值。
50CrVA鋼奧氏體組織
304不銹鋼奧氏體組織
奧氏體組織韌化包括奧氏體產(chǎn)生形變以緩解裂尖應(yīng)力集中，抑制裂紋擴(kuò)展，還包括奧氏體向馬氏體相變誘發(fā)塑性。超高強(qiáng)度不銹鋼在回火過程中，一定溫度和時(shí)間下，將發(fā)生馬氏體逆轉(zhuǎn)變而生成逆轉(zhuǎn)變奧氏體。由于逆轉(zhuǎn)變奧氏體切變形核、擴(kuò)散長大，所以逆轉(zhuǎn)變奧氏體中含有大量晶體缺陷和較高的溶質(zhì)含量，導(dǎo)致Md溫度降低，機(jī)械穩(wěn)定性提高。機(jī)械穩(wěn)定性高的殘余逆轉(zhuǎn)變奧氏體沿板條馬氏體柬之間或片狀馬氏體周圍呈薄片狀分布，這對改善材料的韌性十分有利．不僅可阻止裂紋在馬氏體板條間的擴(kuò)展，還可以減緩裂紋在馬氏體板條間密集排列時(shí)位錯(cuò)前端引起的應(yīng)力集中。
利用亞穩(wěn)奧氏體或亞穩(wěn)殘余奧氏體使鋼韌化，最典型的例子是相變誘發(fā)塑性。馬氏體相變誘發(fā)塑性（TRIP）：對亞穩(wěn)定奧氏體施加應(yīng)力會(huì)發(fā)生馬氏體相變，這種馬氏體誘發(fā)相變?nèi)绻軌蛟谧冃沃邪l(fā)生，就可以產(chǎn)生馬氏體相變誘發(fā)塑性現(xiàn)象，并顯著提高鋼的延性和韌性。此外，變形中使馬氏體韌性得到提高的原因是裂紋尖端應(yīng)力集中區(qū)產(chǎn)生了適量的形變馬氏體，使應(yīng)力集中得到緩和。這樣，馬氏體相變誘發(fā)塑性現(xiàn)象的材料，被施加應(yīng)力后可實(shí)現(xiàn)γ→M轉(zhuǎn)變，能夠消除在變形過程中產(chǎn)生的裂紋，成為典型的智能材料的雛形之一。
獲得奧氏體組織的熱處理方法，普通鋼當(dāng)加熱到臨界溫度以上，并完全呈奧氏體化狀態(tài)以后，無論用什么方式冷卻（慢冷或快冷）奧氏體都將發(fā)生分解，即奧氏體在室溫下是極不穩(wěn)定的組織，而得不到奧氏體。只有某些特殊鋼如高錳鋼（Mn13）加熱到1000~1100℃使其完全奧氏體化，保溫后水冷（水韌處理）則可得到單一的奧氏體。還有18-8系不銹鋼加熱至1050～1100℃，使其完全呈奧氏體狀態(tài)，然后水冷（固溶處理），也可得到單一的奧氏體（故高錳鋼和18-8系不銹鋼亦稱為奧氏體鋼）。此外，高合金鋼，高速鋼通過淬火（尤其是溫度較高時(shí)）可以保留較多的殘余奧氏體。
