鋼在加熱后形成的奧氏體組織，特別是奧氏體晶粒大小對冷卻轉(zhuǎn)變后鋼的組織和性能有著重要的影響。一般說來，奧氏體晶粒越細(xì)小，鋼熱處理后的強度越高，塑性越好，沖擊韌度越高。但是奧氏體化溫度過高或在高溫下保持時間過長，將使鋼的奧氏體晶粒長大，顯著降低鋼的沖擊韌度，降低裂紋擴(kuò)展功和提高脆性轉(zhuǎn)變溫度。此外，晶粒粗大的鋼件，淬火變形和開裂傾向增大。尤其當(dāng)晶粒大小不均時，還會顯著降低鋼的結(jié)構(gòu)強度，引起應(yīng)力集中，易于產(chǎn)生脆性斷裂。因此，在熱處理過程中應(yīng)當(dāng)十分注意防止奧氏體晶粒粗化。為了獲得所期望的合適的奧氏體晶粒尺寸，必須弄清奧氏體晶粒度的概念，了解影響奧氏體晶粒大小的各種因素以及控制方法。

(1)奧氏體晶粒度的概念  奧氏體晶粒度是衡量奧氏體晶粒大小的尺度。奧氏體晶粒大小通常以單位面積內(nèi)晶粒的數(shù)目或以每個晶粒的平均面積與平均直徑來描述。這樣可以建立實際晶粒大小的清晰概念。要測定這樣的數(shù)據(jù)是很麻煩的，所以實際生產(chǎn)中通常使用晶粒度級別數(shù)G來表示金屬材料的平均晶粒度( GB/T 6394-2002)。晶粒度級別數(shù)G常采用與標(biāo)準(zhǔn)系列評級圖進(jìn)行比較的方法確定。它與晶粒尺寸有如下關(guān)系：

N=2^G-1

式中N-放大100倍時645.16mm² (1in²)面積內(nèi)觀察到的平均晶粒數(shù)。

晶粒度級別數(shù)G越大，單位面積內(nèi)晶粒數(shù)越多，則晶粒尺寸越小。通常G<5級為粗晶粒，G≥5級為細(xì)晶粒（其中G≥9級為超細(xì)晶粒）。晶粒度級別也可以定為半級，例如2. 5級。

(2)影響奧氏體晶粒大小的因素  奧氏體晶粒長大基本上是一個奧氏體晶界遷移的過程，其實質(zhì)是原子在晶界附近的擴(kuò)散過程。所以一切影響原子擴(kuò)散遷移的因素都會影響奧氏體晶粒的長大。

1)加熱溫度、保溫時間和加熱速度的影響。加熱溫度越高，保溫時間越長，則奧氏體晶粒越粗大。

2)原始組織的影響。一般來說，鋼的原始組織越細(xì)，碳化物彌散度越大，則奧氏體的起始晶粒越細(xì)小。和粗珠光體相比，細(xì)珠光體總是易于獲得細(xì)小而均勻的奧氏體晶粒。在相同的加熱條件下，與球狀珠光體相比，片狀珠光體在加熱時奧氏體晶粒易于粗化，因為片狀碳化物表面積大，溶解快，奧氏體形成速度也快，奧氏體形成后較早地進(jìn)入晶粒長大階段。對于原始組織為非平衡組織的鋼，如果采用快速加熱、短時保溫的工藝方法，或者多次快速加熱一冷卻的方法，便可獲得非常細(xì)小的實際奧氏體晶粒。

3)化學(xué)成分的影響。在一定的含碳量范圍內(nèi)，隨著奧氏體中碳含量的增加，碳在奧氏體中的擴(kuò)散速度及鐵的自擴(kuò)散速度增大，晶粒長大傾向增大。但當(dāng)含碳量超過一定量以后，碳能以未溶碳化物的形式存在，奧氏體晶粒長大受到第二相的阻礙作用，反而使奧氏體晶粒長大傾向減小。

合金元素的影響如下：用鋁脫氧或在鋼中加入適量的Ti、V、Zr、Nb等強碳化物形成元素時，可以減小奧氏體晶粒長大傾向。而Mn、P、C、N等元素溶入奧氏體后削弱了鐵原子結(jié)合力，加速鐵原子的擴(kuò)散，因而促進(jìn)奧氏體晶粒的長大。