加V中碳钢的组织和相界面析出强化机制
《Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中的组织细化和强韧化作用》
《Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中的组织细化和强韧化作用》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，钢铁材料在各种工程应用中发挥着至关重要的作用。
中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢作为一类重要的工程结构材料，其力学性能和耐久性对设备的使用寿命和安全性至关重要。
而Nb作为微合金元素，在调质钢中起着不可或缺的作用。
本文将详细探讨Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中的组织细化和强韧化作用。
二、Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢的组织细化作用1. Nb的合金化效应Nb作为微合金元素，能够有效地改善钢的微观组织结构。
在Cr-Mo-V-Nb调质钢中，Nb能够与C、N等元素形成稳定的化合物，如NbC和NbN，这些化合物能够有效地阻止晶粒的长大，从而起到细化晶粒的作用。
2. Nb对晶界的影响晶界是钢中重要的结构特征之一，对钢的力学性能有着重要影响。
Nb的加入可以改变晶界的结构和性质，使晶界更加稳定，从而提高钢的抗断裂性能和韧性。
此外，Nb还可以通过抑制晶界处的偏析和析出物的形成，进一步细化晶粒。
三、Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢的强韧化作用1. 强化机制Nb的加入可以显著提高调质钢的强度。
这主要是由于Nb与C、N形成的化合物具有较高的硬度，能够有效地阻碍位错运动，从而提高钢的屈服强度和抗拉强度。
此外，Nb还可以通过固溶强化机制，提高钢的强度。
2. 韧化机制除了强化作用外，Nb还可以显著提高调质钢的韧性。
这主要是由于Nb的加入可以改善钢的微观组织结构，使钢中分布更多的韧性相和细小的颗粒状沉淀物，这些结构可以有效地吸收裂纹扩展的能量，提高钢的韧性。
此外，由于晶界得到了有效的稳定和细化，使得裂纹扩展路径变得更加曲折，从而提高了钢的抗断裂性能。
四、结论综上所述，Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中起到了重要的组织细化和强韧化作用。
通过合金化效应和改变晶界结构，Nb可以有效地细化晶粒，提高钢的强度和韧性。
此外，Nb还可以通过形成稳定的化合物和细小的颗粒状沉淀物，进一步提高钢的韧性和抗断裂性能。
材料强化机制
材料强化机制材料强化是指通过添加一定的元素或者处理方式，使材料的性能得到提升的过程。
在材料科学领域，强化机制是一个非常重要的研究课题，因为不同的强化机制会对材料的性能产生显著影响。
本文将介绍几种常见的材料强化机制，以及它们在材料科学中的应用。
第一种强化机制是固溶强化。
固溶强化是指通过溶解一定的合金元素，将其溶解在基体晶格中，从而改变基体的晶体结构和原子间的相互作用，从而提高材料的硬度和强度。
这种强化机制常用于金属材料中，例如铝合金和钛合金。
第二种强化机制是析出强化。
析出强化是指在合金材料中，通过控制合金元素的析出过程，形成一定的析出相，从而阻碍位错的移动，提高材料的强度和硬度。
这种强化机制常用于高强度钢和铝合金中。
第三种强化机制是位错强化。
位错强化是指通过在材料晶格中引入位错，从而增加位错的密度，阻碍位错的移动，提高材料的强度和硬度。
这种强化机制常用于金属材料和陶瓷材料中。
第四种强化机制是晶界强化。
晶界强化是指通过控制材料的晶界结构和晶界能，从而阻碍位错的移动，提高材料的强度和韧性。
这种强化机制常用于金属材料和陶瓷材料中。
除了以上几种常见的强化机制外，还有许多其他的强化机制，例如纳米颗粒强化、纤维增强等。
这些强化机制在材料科学中有着广泛的应用，可以帮助材料科学家设计出更加优良的材料，满足不同工程领域的需求。
总的来说，材料强化机制是材料科学中的重要课题，通过深入研究不同的强化机制，可以帮助我们更好地理解材料的性能和行为，为材料的设计和应用提供理论基础和技术支持。
希望本文对材料强化机制有所帮助，谢谢阅读。
中碳钢调质组织评级
中碳钢调质组织评级
中碳钢调质组织评级一般可以根据组织的晶粒尺寸、析出相数量和大小、碳化物的分布等指标来进行评级。
以下是一般的评级标准：
1. 晶粒尺寸：晶粒尺寸越小，材料的强度和韧性通常越高。
常用的评级方法包括用显微镜观察晶粒尺寸，并按照ASTM标
准进行分类，如ASTM E112。
2. 析出相数量和大小：调质过程中会析出一些硬质相，如马氏体、贝氏体等。
析出相的数量和大小对材料的性能有重要影响。
一般可以使用金相显微镜观察析出相的数量和大小，并根据ASTM标准进行分类。
3. 碳化物的分布：在中碳钢中，碳化物是一种常见的析出相。
碳化物的形态、分布和大小对材料的性能也有影响。
可以使用金相显微镜观察碳化物的形态和分布，并根据观察结果进行评级。
需要注意的是，不同的应用领域对调质组织的要求不同，因此评级标准也可能会有所不同。
以上仅为一般的评级标准，具体的评级方法需要根据具体应用和材料要求进行确定。
《2024年Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中的组织细化和强韧化作用》范文
《Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中的组织细化和强韧化作用》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，钢铁材料在各种工程应用中扮演着至关重要的角色。
Cr-Mo-V-Nb调质钢因其优异的力学性能和良好的工艺性能，被广泛应用于各种高负荷和高要求的场合。
在这类钢中，铌（Nb）元素的作用尤为突出，它不仅可以有效地细化组织，还能显著提高钢的强韧性能。
本文将详细探讨Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中的组织细化和强韧化作用。
二、Nb元素在钢中的作用机制Nb元素在钢中主要通过固溶强化和析出强化两种方式来影响钢的性能。
固溶强化是通过Nb原子在钢基体中的固溶，提高基体的强度和硬度；而析出强化则是通过Nb元素的析出形成细小的第二相粒子，对基体起到弥散强化作用。
此外，Nb元素还可以与其他元素如C、N等形成强化的化合物，进一步提高了钢的强度和韧性。
三、组织细化作用Nb元素在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中的组织细化作用主要表现在晶粒的细化上。
当钢中含有一定量的Nb元素时，可以有效地促进晶内铁素体的形核和长大，使得晶粒更加细小均匀。
这种晶粒细化的效果能够显著提高钢的力学性能，特别是提高其强度和韧性。
同时，晶粒细化还可以改善钢的抗疲劳性能和抗蠕变性能。
四、强韧化作用Nb元素在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中的强韧化作用主要体现在以下几个方面：1. 提高韧性：通过细化晶粒和形成弥散分布的第二相粒子，提高了钢的韧性。
同时，Nb元素的加入还可以降低钢的脆性转变温度，进一步提高其低温韧性。
2. 增强强度：通过固溶强化和析出强化两种方式，提高了钢的强度。
同时，由于晶粒的细化，使得钢在受到外力作用时能够更好地抵抗变形和断裂。
3. 改善冲击性能：由于Nb元素的加入使得钢的冲击韧性得到显著提高，使其在受到冲击载荷时能够更好地吸收能量，降低断裂的风险。
五、结论综上所述，Nb在中碳Cr-Mo-V-Nb调质钢中具有显著的组细化和强韧化作用。
通过固溶强化和析出强化两种方式，提高了钢的强度和韧性；同时，通过细化晶粒和形成弥散分布的第二相粒子，进一步提高了钢的抗疲劳性能和抗蠕变性能。
钢中碳化物的相间析出
钢中碳化物的相间析出通常，对于工业用钢，碳化物的弥散硬化和二次硬化的利用，都是在调质状态下实现的。
但是，在控制轧制条件下使用的非调质高强度钢中，人们却利用添加少量Nb、V等强碳化物形成元素，有效地提高了钢的强度。
之所以如此，是由于钢在冷却过程中从奥氏体中析出了细小的特殊碳（氮）化物。
透射电子显微镜观察表明，这种化合物的直径约为50Å，而且比较规则的一个面接一个面的排列分布。
后来研究又发现，这种碳（氮）化物是在奥氏体-铁素体相界面上形成的，因此将这种转变称为“相间析出”（interphas precipitation）。
相间析出的结果也是由过冷奥氏体转变为铁素体与碳化物的机械混合物。
由于这种转变发生在珠光体与贝氏体形成温度之间，因而研究这种转变，不仅对非调质钢的强化有实际价值，而且对搞清珠光体和贝氏体转变机理也有一定意义。
（一）相间析出产物的形态和性能含有强碳（氮）化物形成元素的低碳合金钢的奥氏体，在冷却过程中有可能首先发生碳（氮）化物的析出，因为析出是在奥氏体与铁素体相界面上发生的，所以把这一过程称为相间析出。
1、组织形态钢中的相间析出的转变产物，其显微组织在低倍的光学显微镜下，相间析形成的铁素体与先共析铁素体相似呈块状。
而在高倍的电子显微镜下，可以观察到铁素体中有呈带状分布的微粒碳（氮）化物存在，这是相间析的组织形态特征。
这种组织与珠光体相似，也是由铁素体与碳化物组成的机械混合物，而碳化物不是片状，而是细小粒状的，分布在有一定间距的平行的平面上，因此也称为“变态珠光体”（degenerate pearlite）。
分布有微粒碳化物的平面彼此之间的距离称为“面间距离”。
随着等温转变温度的降低或冷却速度的增大，析出的碳化物颗粒变细，面间距离减小。
另外，钢中的化学成分不同对碳化物的颗粒直径的面间距离也有一定的影响，通常含特殊碳化物元素越多，形成碳化物颗粒越细，面间距离越小。
在相同转变温度下，随着钢碳含量增高，析出碳化物的数量增多，面间距离也有所减小。
析出强化的原理
析出强化的原理
哇塞，朋友们，今天咱就来讲讲析出强化的原理！这可是个超级有趣的东西呢！
你看哈，析出强化就像是一场奇妙的变化之旅。
比如说，在合金里，一
些细小的颗粒会像小勇士一样悄悄冒出来。
就好比你在一堆沙子里突然发现了闪闪发光的金子！这些析出的颗粒可不得了，它们能让合金变得更强、更硬。
就像有一天，小明拿了一块普通的铝合金，他想让它变得更厉害。
于是呢，通过一些特别的处理，那些神奇的颗粒就析出来啦！然后哇，这块铝合金就一下变得超坚固，简直像披上了钢铁侠的战甲一样！这就是析出强化的力量啊！
想象一下，这些析出的颗粒就像是一个个小小的支柱，撑起了整个结构。
它们和合金基体相互作用，产生出巨大的强化效果。
这难道不神奇吗？这就好比建房子，本来只是普通的砖块，但是加入了一些特殊的钢筋之后，房子就能抵御更强的风雨啦！
再比如，在制造一些高强度的零件时，我们就可以利用析出强化这个厉害的手段。
让那些零件变得超级耐用，能承受更大的压力和磨损。
这不就是在给它们注入强大的力量吗？
所以啊，析出强化真的是太重要啦！它能让我们的材料变得更优秀，能应用在各种厉害的地方。
朋友们，你们说这是不是很神奇呢？我反正觉得这太酷啦！我的观点就是：析出强化是材料领域的一大法宝，为我们带来了更强大、更优质的材料。
金属强化的四种机理
金属强化的四种机理金属强化是指通过一系列的工艺和技术手段，使金属材料的力学性能得到提高的过程。
金属强化的机理可以分为四种：晶粒细化、位错增多、析出硬化和变形诱导强化。
一、晶粒细化晶粒细化是指通过控制金属材料的晶粒尺寸，使其变得更小，从而提高材料的强度和硬度。
晶粒细化的机理主要是通过加工变形来实现的。
在加工变形过程中，金属材料的晶粒会被拉伸和压缩，从而发生变形和细化。
此外，还可以通过热处理来实现晶粒细化，例如退火和等温退火等。
二、位错增多位错是指金属材料中的晶格缺陷，它们可以通过加工变形来增多。
位错增多的机理是通过加工变形使晶体中的位错密度增加，从而提高材料的强度和硬度。
位错增多还可以通过热处理来实现，例如冷变形和等温退火等。
三、析出硬化析出硬化是指通过在金属材料中形成固溶体和析出相，从而提高材料的强度和硬度。
析出硬化的机理是通过在金属材料中形成固溶体和析出相，从而限制晶体的滑移和扩散，从而提高材料的强度和硬度。
析出硬化还可以通过热处理来实现，例如固溶处理和时效处理等。
四、变形诱导强化变形诱导强化是指通过加工变形来引起金属材料中的位错和晶界移动，从而提高材料的强度和硬度。
变形诱导强化的机理是通过加工变形来引起金属材料中的位错和晶界移动，从而限制晶体的滑移和扩散，从而提高材料的强度和硬度。
变形诱导强化还可以通过热处理来实现，例如等温退火和时效处理等。
综上所述，金属强化的机理可以分为晶粒细化、位错增多、析出硬化和变形诱导强化四种。
这些机理可以通过加工变形和热处理等工艺手段来实现，从而提高金属材料的力学性能。
钢中贝氏体超精细结构及碳化物析出机制研究
钢中贝氏体超精细结构及碳化物析出机制研究钢是一种重要的结构材料，其性能与微观结构密切相关。
贝氏体是钢中一种重要的组织相，其超精细结构及碳化物析出机制的研究对于了解钢的性能和优化钢的制备工艺具有重要意义。
钢中的贝氏体是一种由铁素体和碳化物共同组成的组织相。
在钢的冷却过程中，当温度降低到亚共饱和区时，铁中的部分碳原子会从固溶体中析出形成贝氏体。
贝氏体具有纳米级的晶粒尺寸，通常在100纳米以下。
这种超精细的结构使得贝氏体具有优异的力学性能和抗腐蚀性能。
贝氏体的超精细结构主要是由碳原子在铁晶格中的排列方式决定的。
在贝氏体形成过程中，碳原子会沿着晶格面扩散，形成一种类似于针状的结构，这被称为贝氏体针。
贝氏体针的形成与温度、冷却速率和合金元素的含量等因素密切相关。
通过调控这些因素，可以实现对贝氏体针的控制和优化，从而进一步改善钢的性能。
除了贝氏体的超精细结构，碳化物的析出也是钢中的重要现象。
在钢中，碳原子会与铁原子结合形成各种不同的碳化物，如Fe3C、Fe2C等。
这些碳化物的形成有助于提高钢的硬度和强度。
同时，碳化物的析出也与贝氏体的形成和稳定性密切相关。
在贝氏体形成的过程中，碳原子会优先溶解在铁晶格中，而当贝氏体形成完全后，剩余的碳原子则会与铁原子结合形成碳化物。
碳化物的析出过程受到温度、时间和碳原子浓度等因素的影响。
贝氏体的超精细结构和碳化物的析出机制研究不仅对于了解钢的性能和优化钢的制备工艺具有重要意义，也为钢的材料设计和应用提供了理论基础。
通过控制贝氏体的超精细结构和碳化物的析出行为，可以调节钢的力学性能、硬度、韧性和耐腐蚀性能，以满足不同工程领域对钢材料的需求。
钢中贝氏体的超精细结构及碳化物析出机制的研究对于了解钢的性能和优化钢的制备工艺至关重要。
通过深入研究贝氏体的形成机制和碳化物的析出行为，可以实现对钢材料性能的精确控制和优化，为钢的材料设计和应用提供理论基础。
这将进一步推动钢材料的发展和应用领域的拓展。
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ａｓ
ｆｏｌｌｏｗｓ：ｓ４５Ｃ
ｗｉｔｈ ａｎｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ｖａｎａｄｉｕｍ
ａｔ
ｈｅａｔｅｄ ａｔ １４７３ Ｋ ｆｏｒ ８６．４ ｋｓ ａｎｄ ｆｕｍａｃｅ ｃｏｏｌｅｄ，ｓｕｂｓｅｑｕｅｒＩｃｌｙ ｔ｝Ｉｅ ｖａｎａｄｉｕｍ・ Ｏ．６ ｋｓ；ｔｈｅ Ｖ－ｈｅａｒｉｎｇ Ｓ４５Ｃ ｓｔｅｅｌｓ
ｓ
ｈｏｌｄｉｆｌｇ（ｓ４５ｃ）；（ｂ）８７３ Ｋ，３０ （ｄ）８７３ Ｋ，１２０
ｈ０１ｄｉ”ｇ（Ｓ４５Ｃ）；（ｃ）９７３ Ｋ，７．２ ｋｓ ｈｏⅫ“ｇ（０．３ Ｖ—ａｄｄｅｄ）；
ｓ
ｈｏ】ｄｊｎｇ（０．３ Ｖ—ａｄｄｅｄ）
图２（ａ）表示不同含钒量的钢在不同温度相变 结束时的硬度。ｓ４５ｃ钢在７７３ Ｋ及以上，相变温度 越低，硬度单调上升；而在７２３ Ｋ，全部转变成Ｂ组 织，其硬度比在７７３ Ｋ转变的组织低。与ｓ４５ｃ钢比 较，ｏ．３Ｖ钢在８７３ Ｋ以Ｌ，硬度明显高，在Ｂ开始 形成的８５３ Ｋ以下，硬度开始减低，而在全面形成Ｂ
ａｔ
ａｒｅ
ｆｂｅ Ｓ４５Ｃ ｓｔｅｅｌ ｉｓ ｈｅａｔｅｄ ｆｉｎａｌｌｙ。ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌｓ
１４２３ Ｋ ｆｏｒ
ａｇａｉｎ
ｈｅａｔｅｄ ａｔ １４７３ Ｋ ｆｏｒ ０．６ ｋｓ；
ａｒｅ
ｉｓｏｔｈｅｍａｌｌｖ ｈｅａｔｅｄ ｉｎ ｓａｌｔ ｂａｔｈ
ｄｉｆ玷ｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ＶＣ ｉｓ
接确定Ａ／Ｆ问的晶体位向。在ＥＢｓＤ测定后，从相 同视场制作经聚焦离子束（ＦＩＢ）加工的ＴＥＭ薄膜试 样，由上述程序确立了同一视场合并进行ＥＢＳＤ分析 与ＴＥＭ观察的组织分析法。 通过ＴＥＭ由［００２］Ｖｃ衍射斑点摄得的暗场照 片进行ＶＣ分布的定量测定。相界面析出的Ｖｃ与Ｆ 母相之间的Ｂａｋｅｔ—Ｎｕｔｔｉｎｇ位相关系（［１１０］ｄ∥ ［１００］ｖｃ，［１ｌｏ］０【∥［０１０］ｖｃ，［００１］０【∥［００１］ｖｃ）成 立。Ｖｃ从Ｆ中随机析出时，Ｂａｋｅｔ—Ｎｕｔｔｉｎｇ的位相关 系的三个变体全部形成，而由Ｆ相界面析出的ＶＣ仅 以三个变体中的一个特定变体形成，一个暗场中可以 观察到所有的Ｖｃ粒子。由此获得的暗场象经过图 像处理和粒子轮廓描画ＴＲＡＣＥ测定全（部）粒子的 大小，进而在暗场摄得的同一视场经过收束电子线衍
文章编号：ｌ００８一１６９０（２０１２）０３瑚３７硝
Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ
ｂｙ
Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
Ｉｎｔｅｒｐｈａｓｅ
Ｂｏｕｎｄａｒｙ
Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｉｎ Ｖ．ｂｅａｒｉｎｇ
（１ｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ
Ｍｅｄｉｕｍ
Ｃａｒｂｏｎ Ｓｔｅｅｌｓ
Ｔａｄａｓｈｉ ＦＵＲＵＨＡＲＡ。Ｇｏｒｏ ＭＩＹＡＭＯＴ０，Ｎａｏｙａ ＫＡＭＩＫＡＷＡ
通常，在汽车用热锻中碳非调质钢中加入微量 强碳化物形成元素（主要是Ｖ），通过合金碳化物的 相界面析出来强化基体组织铁素体＋珠光体（Ｆ＋ Ｐ）…。关于高强度高成型性薄钢板，近来也有为了
高强度化而利用纳米尺度合金碳化物相界面析出的 实例…，析出强化正在得到日益广泛的应用。如加 入Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ等强碳化物形成元素，则析出驱动力相 应地增大，由于Ｂ１（ＮａＣｌ）结构的碳氮化物对于ｂｃｃ
组织的７２３ Ｋ，加Ｖ对硬度的影响小。图２（ｂ）、（ｃ）
钢的硬度因时效而明显提高，保温温度降低，到达峰 值硬度的时问延长，同时峰值硬度提高。另外加Ｖ 量越多，硬度提高幅度越大，０．５Ｖ钢８７３ Ｋ时效后 的最高硬度可达４７０ ２
ＨＶ。
相界面析出的ＶＣ的特征
为了明确加ｖ提高硬度与析出组织的关系，进 行了ｓＥＭ／ＥＢｓＤ／ＦＩＢ和ＴＥＭ的复合组织分析。分 析程序如下：先通过ＥＢＳＤ测定Ｆ和未转变的Ａ转 变成的马氏体（Ｍ）的晶体位向。由于Ｍ对于Ａ以 Ｋ．ｓ关系形成，由该数据导出Ａ的晶体位向，可以间
ｔｒａｎｓｆｏ肿ａｔｊｏｎ
ｔｈｅ Ｏ．３Ｖ—ａｄｄｅｄ ａＪ Ｊｏｙ ｊｓｏｉｈｅｒⅡ】ａＪ】ｙ ｈｅｌｄ Ｄａｓｈｅｄ ｌｉｎｅｓ
ａｔ（ａ）９７３ Ｋ ｆｏｒ １２０ ｓ，（ｂ）９４８ Ｋ ｆｏｒ ３０
ｓ
ａｎｄ（ｃ）９２３ Ｋ ｆｏｒ ６０ ｓ，ｒｅｓｐｅｃｉｌｉｖｅｌｙ
８７３
加Ｖ中碳钢的相变组织与硬度
试验材料以实用锻钢Ｓ４５ｃ（Ｆｅ—Ｏ．４５％Ｃ．０．８５％
Ｋ（（ｂ）、（ｄ）），所有钢的Ｆ分率均减小。而且
Ｍｎ．Ｏ．２５％ｓｉ）为摹本成分（质量分数），改变Ｖ的添加 量，分别是无Ｖ（ｓ４５ｃ），加ｏ．１％Ｖ（Ｏ．１Ｖ钢）、ｏ．３％Ｖ
ｓ４５Ｃ钢在８７３ Ｋ以下，Ｏ．３Ｖ钢在８５３ Ｋ以下均混 有贝氏体（Ｂ）。
ｆｂ兀ｊｔｅ（Ｆ） ｐｌｕｓ ｐｅａｒｌｉｔｅ（Ｐ）
ａｒｅ
ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ｗａｓ
ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｆｏｒ Ｖ—ｂｅａｄｎｇ ｍｅｄｉｕｍ ｃａｒｂｏｎ ｓｔｅｅｌ８．
ａｒｅ
Ｖａｎａｄｉｕｍ
ｓｔｅｅｌ
ｃｏｎｔｅｎｔｓ
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｖ ０．１％．Ｏ．３％ａｎｄ ０．５％．Ｔｈｅ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｍｃｅｓｓｅｓ
明．加钒的Ｓ４５Ｃ钢在奥氏体转变为铁素体和珠光体过程中有Ｖｃ在相界面析出，硬度提高；随着加 钒量的增加，析出的ＶＣ更细小，硬度提高更明显。此外，Ｖｃ主要在不具备特定的晶体位向关系的
相界面即Ｆ／Ｐ界面析出，这是一种与以往的台阶机制不同的机制。 关键词：加钒中碳钢；析出相；相界面；强化机制 中图分类号：ＴＧｌ４２．１ 文献标识码：Ａ ａｎｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ
表示不同含钒量的钢的硬度随在８７３ Ｋ和９２３ Ｋ温 度下保持时间的变化。在所有温度下，ｓ４５ｃ钢的硬 度随保温时间的延长而单调下降。与此相反，加Ｖ
’３８‘
《热处理》
２０１２年第２７卷第３期
万方数据
１．ｅｍｐｅｒａｌｕｒｅ，Ｋ
ＨＯｌｄｉｎｇ ｔｉｍｅ，ｓ。１
ＨＯＩｄｉｎｇ ｔｉｍｅ，筝１
图２（ａ）在各温度相变结束时刻的维氏硬度；（ｂ）、（ｃ）分别表示在８７３ Ｋ和９２３ Ｋ保温时硬度的变化
射图像测定薄膜试样的厚度，评价了兼有Ｖｃ密度和 粒径分布的Ｖｃ体积率。 图３表示０．３Ｖ钢在不同温度等温时，在先共析 铁素体转变的同时相界面析出的ＶＣ的暗场像。ＶＣ 对于Ｆ母相，形成过程中具有Ｂａｋｅｔ．Ｎｕｔｔｉｎｇ位相关系 中的单一变体。如图３（ａ）、（ｂ）所示，相界面的片状 析出物在Ｆ／Ａ界面平行排列；如图３（ｃ）所示，也往 往观察到弯曲的片状析出物。不过如图３（ａ）中能明 显看到的那样，即使在同一温度形成的相同Ｆ晶粒 内的片状物的间隔也有很大不同，因此需要在考虑这 种离散情况的前提下对ＶＣ定量化。有关片层间隔， 即使是相同热处理的材料，也存在最大达２倍的片距 差，相变温度越低，平均片距趋于减小。 图４表示０．３Ｖ钢经不同温度保温时ＶＣ粒子尺
仝。分。夸。窖。窖々窖。骨寺鹳 一试验研究一
言屯唁吧ｏ’：唁吨石岍０譬、：，；ｏ
加Ｖ中碳钢的组织和相界面析出强化机制
古原忠，宫本吾郎，纸川尚也
（东北大学金属材料研究所，日本）
摘要：研究了加入钒的中碳钢奥氏体转变为铁素体（Ｆ）和珠光体（Ｐ）时相界面析出的组织与性能的关系。
钒的加入量分别为Ｏ．１％、０．３％和Ｏ．５％。热处理工艺为：于１４７３ Ｋ保温８６．４ ｋｓ后炉冷，Ｓ４５Ｃ钢 在１４２３ Ｋ保温０．６ ｋｓ，加钒钢再加热至１４７３ Ｋ保温０．６ ｋｓ，随后在不同温度盐浴中等温。结果表
ｍｅｃｈａｎｉｓｎｌ
ｄｉｆ如ｒｉｎｇ ｆｍｍ ｔｈｅ ｆｏ瑚ｅｒ ｔｅｒｒａｃｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ．
Ｋｅｙ
ｗｏｒｄｓ：Ｖ＿ｂｅａｒｉｎｇ ｍｅｄｉｕｍ ｅａｒｂｏｎ ｓｔｅｅｌ；ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄ ｐｈａｓｅ；ｉｎｔｅｒｐｈａｓｅ ｂｏｕｎｄａｒｙ；ｓｔｒｅｎ群ｈｅｎｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ
ｔｏ
ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄ
ａｔ
ｉｎｔｅｒｐｈａｓｅ
ｂｏｕｎｄａｒｙ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｍａｔｉｏｎ ｏｆ ａｕｓｔｅｎｉｔｅ
ｆｅｒｒｉｔｅ ｐｌｕｓ Ｐｅａｒｌｉｔｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｖ—ｂｅ８ｒｉｎｇ
Ｓ４５ Ｃ ｓｔｅｅｌｓ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ０ｆ ｈａｒｄｎｅｓｓ，ａｎｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｊｎｃｒｅａｓｅ ０ｆ ｔｈｅ ｖａｎａｄｉｕｍ ｃｏｎｔｅｎｔ，ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄ ＶＣ ｗｉｌｌ ｂｅｃｏｍｅ ｆｉｎｅｒ ａｎｄ
ｉｎｔｅｒｐｈａｓｅ ｔｈｅ
ｈａｒｄｎｅｓｓ ｗｉＵ ｂｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｍｏｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ．
Ｆｕｒｔｈｅ彻ｏｒｅ，
ＶＣ
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ｐＩ℃ｃｉｐｉｔａｔｅｄ ａｔ
ａபைடு நூலகம்
ｂｕｕｎｄａｒｙ
ｗｉｔｈｏｕｔ ｓｐｅｃｉ６ｃ
ｃｒｙｓｔａＩ ｏｄｅｎｔａｔｉｏｎａＩ ｒｅＩａｔｉｏｎ，ｉ．ｅ．Ｆ／Ｐ ｂｏｕｎｄａｒｙ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ
１４７３ Ｋ保温８６．４
１４２３
ｋｓ均匀化处理炉冷后，ｓ４５ｃ钢在 Ｋ、加Ｖ钢再加热至１４７３ Ｋ保温０．６ ｋｓ奥氏体
ｕｍ。
（Ａ）化使Ｖ固溶，随后在不同温度的盐浴中使之等温 转变。试样的原奥氏体品粒直径均为３４０～４１０ 图ｌ表示ｓ４５ｃ钢和０．３Ｖ钢试样在９７３ Ｋ和
８７３ Ｋ相变的光学显微镜组织。在该温度范围，这
图１
等温转变试样的光学显微组织
（ａ）９７３ Ｋ×１．８ ｋｓ（Ｓ４５Ｃ）；（ｂ）８７３ Ｋ×３０ ｓ（Ｓ４５Ｃ）；（ｃ）９７３ Ｋ×７．２ ｋｓ（力口０．３Ｖ）；（ｄ）８７３ Ｋ×１２０ ｓ（力Ⅱ０．３Ｖ） Ｆｉｇ １ （ａ）９７３
Ｋ，１．８ ｋｓ ０ｐｔｉｃａｌ ｍｉｃ ｒｃｌｓｔｒｕｃＩｕｒｃｓ ｏｆ ｉｓｏｔｈｅｒＨＩａｌｌｙ ｔｍｎｓｆｏｒｎｌｅｄ ８ｐｅｕｉｍｅｎｓ
《热处理》