D0I:10.13374/i.issnl00113.2009..044 第31卷第3期 北京科技大学学报 Vol.31 No.3 2009年3月 Journal of University of Science and Technology Beijing Mar.2009 固溶时效后高氮奥氏体不锈钢的物理化学相分析 马玉喜) 荣几)李玲霞)周荣)蒋业华) 1)武汉钢铁（集团）公司研究院，武汉4300802)钢铁研究总院结构材料研究所，北京100081 3)昆明理工大学机电工程学院，昆明650093 摘要采用物理化学相分析技术研究了高氮奥氏体不锈钢固溶时效后的碳、氮化物析出行为，确定了析出相的类型、粒度 分布、含量及组成结构式.结果表明：氮含量低的1Cr22Mnl5N0.6以M23C6型碳化物析出为主，氨含量高的1Cr22Mn15N0.9 以(CFe)2N1-,型氨化物析出为主，高氮奥氏体不锈钢中析出物的总量随时效时间的延长而增加： 关键词高氨奥氏体不锈钢：固溶时效；物理化学相分析：析出行为 分类号TG142.71 Physicochemical phase analysis of high nitrogen austenitic stainless steels after so- lution treatment and aging MA Yu-xi),RONG Fan2),LI Ling-xia2),ZHOU Rong3),JIA NG Ye-hua) 1)Research and Development Center.Wuhan Iron and Steel (Group)Corp..Wuhan 430080.China 2)Institute for Structural Materials,Central Iron Steel Research Institute.Beijing 100081,China 3)Faculty of Mechanical and Electrical Engineering.Kunming University of Science and Technology.Kunming 650093.China ABSTRACI Precipitation of nitrides and carbides in high nitrogen austenitic stainless steels after solution treatment and aging was investigated by using a physicochemical phase analysis method.The character,particle size distribution.content and structural formu- lae of phases in the alloy were determined.It is shown that the precipitate is mostly M23C6 carbide in 1Cr22Mn15N0.6 steel and (CrFe)2N1-nitride in 1Cr22Mn15N0.9 steel respectively.and its volume fraction increases with prolonging the aging time. KEY WORDS high nitrogen austenitic stainless steel:solution treatment and aging process:physicochemical phase analysis:precipi- tation behavior 一般而言，奥氏体钢中氨的质量分数超过 方法，它利用电化学方法将热处理后的高氨奥氏体 0.4%,就称其为高氦奥氏体钢山.高氨奥氏体不锈 不锈钢基体溶解而获得由第2相构成的电解残渣 钢是近年来发展较快的一种性能优良的新型结构材 (包括碳、氮化物及金属间相等)，然后用电化学和化 料，它不但具有较好的强韧性，而且具有良好的耐缝 学法进行相分离并借助于X射线衍射分析和化学 隙腐蚀及点蚀性能2].虽然国内外对这类钢中 分析的方法对析出相定性和定量[)，将该法与常规 碳、氮化物的析出行为有些报道，但多以光学显微镜 电镜观察相结合分析数据将更加可靠，本文通过相 和电子显微镜为实验工具对其进行分析研究]； 分析手段研究高氮奥氏体不锈钢在不同条件下可能 由于仪器本身的局限性，这些研究的分析手段均存 出现的析出相的种类、相组成、数量和粒度分布等问 在不足之处，因此，要想获得高氨奥氏体不锈钢中 题，以补充前人对高氨奥氏体不锈钢中温析出规律 第2相的准确信息，还需要寻求其他实验手段.物 研究的不足，这对该钢种生产工艺的选择和热处理 理化学相分析（简称相分析）就是解决此问题的首选 制度的合理制定具有重要的指导意义， 收稿日期：2008-02-26 基金项目：国家重点基础研究发展计划资助项目(No·2004CB619103) 作者简介：马玉喜(1981一)，男，博士研究生；周荣(1962一)，男，教授，博士生导师，Emal:bce@yahoo~com固溶时效后高氮奥氏体不锈钢的物理化学相分析 马玉喜1） 荣 凡2） 李玲霞2） 周 荣3） 蒋业华3） 1） 武汉钢铁（集团）公司研究院‚武汉430080 2） 钢铁研究总院结构材料研究所‚北京100081 3） 昆明理工大学机电工程学院‚昆明650093 摘 要 采用物理化学相分析技术研究了高氮奥氏体不锈钢固溶时效后的碳、氮化物析出行为‚确定了析出相的类型、粒度 分布、含量及组成结构式．结果表明：氮含量低的1Cr22Mn15N0∙6以 M23C6 型碳化物析出为主‚氮含量高的1Cr22Mn15N0∙9 以（CrFe）2N1－ x型氮化物析出为主‚高氮奥氏体不锈钢中析出物的总量随时效时间的延长而增加． 关键词 高氮奥氏体不锈钢；固溶时效；物理化学相分析；析出行为 分类号 TG142∙71 Physicochemical phase analysis of high nitrogen austenitic stainless steels after so￾lution treatment and aging MA Y u-xi 1）‚RONG Fan 2）‚LI Ling-xia 2）‚ZHOU Rong 3）‚JIA NG Ye-hua 3） 1） Research and Development Center‚Wuhan Iron and Steel （Group） Corp．‚Wuhan430080‚China 2） Institute for Structural Materials‚Central Iron ＆ Steel Research Institute‚Beijing100081‚China 3） Faculty of Mechanical and Electrical Engineering‚Kunming University of Science and Technology‚Kunming650093‚China ABSTRACT Precipitation of nitrides and carbides in high nitrogen austenitic stainless steels after solution treatment and aging was investigated by using a physicochemical phase analysis method．T he character‚particle size distribution‚content and structural formu￾lae of phases in the alloy were determined．It is shown that the precipitate is mostly M23C6 carbide in 1Cr22Mn15N0∙6steel and （CrFe）2N1－ x nitride in1Cr22Mn15N0∙9steel respectively‚and its volume fraction increases with prolonging the aging time． KEY WORDS high nitrogen austenitic stainless steel；solution treatment and aging process；physicochemical phase analysis；precipi￾tation behavior 收稿日期：2008-02-26 基金项目：国家重点基础研究发展计划资助项目 （No．2004CB619103） 作者简介：马玉喜（1981－）‚男‚博士研究生；周 荣（1962－）‚男‚教授‚博士生导师‚E-mail：bruce＠yahoo．com 一般而言‚奥氏体钢中氮的质量分数超过 0∙4％‚就称其为高氮奥氏体钢［1］．高氮奥氏体不锈 钢是近年来发展较快的一种性能优良的新型结构材 料‚它不但具有较好的强韧性‚而且具有良好的耐缝 隙腐蚀及点蚀性能［2－3］．虽然国内外对这类钢中 碳、氮化物的析出行为有些报道‚但多以光学显微镜 和电子显微镜为实验工具对其进行分析研究［4－5］； 由于仪器本身的局限性‚这些研究的分析手段均存 在不足之处．因此‚要想获得高氮奥氏体不锈钢中 第2相的准确信息‚还需要寻求其他实验手段．物 理化学相分析（简称相分析）就是解决此问题的首选 方法．它利用电化学方法将热处理后的高氮奥氏体 不锈钢基体溶解而获得由第2相构成的电解残渣 （包括碳、氮化物及金属间相等）‚然后用电化学和化 学法进行相分离并借助于 X 射线衍射分析和化学 分析的方法对析出相定性和定量［6］‚将该法与常规 电镜观察相结合分析数据将更加可靠．本文通过相 分析手段研究高氮奥氏体不锈钢在不同条件下可能 出现的析出相的种类、相组成、数量和粒度分布等问 题‚以补充前人对高氮奥氏体不锈钢中温析出规律 研究的不足‚这对该钢种生产工艺的选择和热处理 制度的合理制定具有重要的指导意义． 第31卷 第3期 2009年 3月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．31No．3 Mar．2009 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2009．03．044