·358· 北京科技大学学报 2006年第4期 -60 MPa 钢样 钢套 粉末 200m 010 图2经热扩散后含Ca0钢的组织 Fig.2 Optical micrograph of the specimen from stee CaO after 40 steniz减ion 图1热压扩散实验装置示意图（单位：mm) 看到（如图3所示），无论是Ca0还是CeO2钢的 Fig.I Schematic drawing of a specimen for diffusion bonding 组织均由晶内铁素体编织而成，这种针状铁素体是 experiment (unit.mm) 以氧化物为核心形成的，而多晶铁素体(Poly gonal (a)含Ca0钢 b)含C0钢/ 200um 200 um 图3钢的组织及钢/氧化物(C0或CO,)相界面区组织 Fig.3 Optical micrographs of the steehCao (or CO,)interfaces bonded Ferrite,PF)等晶界铁素体均被抑制，晶内针状铁 化物以Ce02和Ca0为主，并含有一定量Si;两种 素体板条均从氧化物颗粒中心以放射状形成，并 氧化物周围成分分析并没有发现明显的贫Mn区 在同一奥氏体晶粒内具有不同位向. (尽管氧化物中含有微量Mn):氧化物周围存在明 钢中晶内针状铁素体AF的形成、形态和数 显的应变区.所以MDZ作为晶内针状铁素体非均 量是由实验冷却速度决定的.试样从1250℃单 匀形核的主要化学驱动力作用并没有得到证明. 相奥氏体组织以47.6℃·s1冷却时，可以借用同 由图5可以看出：以氧化物为核心针状铁素 样成分钢的CCT相图得知10，当冷至800℃左 体向四周成放射状，无位向分布.无论是尺寸较 右，进入多晶体铁素体相区后约在600℃进入针 大的或尺寸较小的氧化物均可以起到核心作用， 状铁素体或粗状针状铁素体(Coarse Acicular Fer- 氧化物尺寸在0.1~0.6m范围内起核心作用的 ite,CAF)区，此时钢在580℃保温，促使AF大量 氧化物最有效.由图还可以看出，氧化物作为核 形成.但是钢的组织中很少能看到P℉等多边形 心的只是一部分，有些针状铁素体是由一次铁素 铁素体，这是因为以氧化物为核心形成的AF优 体板条诱发出来的，形成二次或三次铁素体板条， 先于PF形成进而抑制PF形成这也说明CaO, 即铁素体板条形成具有激发形核效应 CO2作为AF形成核心的形核能力（或势）是很 R.A.Ricks提出1，在某些区域形成AF 强的. 板条总数比形核位置的氧化物数目可以大一个数 2.2氧化物核心 量级，这是因为AF形核可以发生在初次针状铁 采用SEM附设的EDX对钢中晶内铁素体核 素体和奥氏体形成的弯曲高能的界面上，图5所 心成分进行分析，其结果如图4所示.非金属氧 观察的氧化物作为AF核心，仅仅形成了少量的图 1 热压扩散实验装置示意图(单位:mm) Fig.1 Schematic drawing of a specimen for diffusion bonding experiment (unit , mm) 图 2 经热扩散后含CaO钢的组织 Fig.2 Optical micrograph of the specimen from steel-CaO after austenization 看到(如图 3 所示), 无论是 CaO 还是 CeO2 钢的 组织均由晶内铁素体编织而成 ,这种针状铁素体是 以氧化物为核心形成的, 而多晶铁素体(Poly gonal 图 3 钢的组织及钢/ 氧化物(CaO 或 CeO2)相界面区组织 Fig.3 Optical micrographs of the steel-CaO(or CeO2)interfaces bonded Ferrite , PF)等晶界铁素体均被抑制 ,晶内针状铁 素体板条均从氧化物颗粒中心以放射状形成, 并 在同一奥氏体晶粒内具有不同位向 . 钢中晶内针状铁素体 AF 的形成、形态和数 量是由实验冷却速度决定的 .试样从 1 250 ℃单 相奥氏体组织以 47.6 ℃·s -1冷却时, 可以借用同 样成分钢的 CC T 相图得知[ 10] , 当冷至 800 ℃左 右,进入多晶体铁素体相区后约在 600 ℃进入针 状铁素体或粗状针状铁素体(Coarse Acicular Fer￾rite ,CAF)区,此时钢在 580 ℃保温 ,促使 AF 大量 形成.但是钢的组织中很少能看到 PF 等多边形 铁素体,这是因为以氧化物为核心形成的 AF 优 先于 PF 形成,进而抑制 PF 形成, 这也说明 CaO , CeO2 作为 AF 形成核心的形核能力(或势)是很 强的 . 2.2 氧化物核心 采用 SEM 附设的 EDX 对钢中晶内铁素体核 心成分进行分析 , 其结果如图 4 所示.非金属氧 化物以CeO2 和CaO 为主 ,并含有一定量 Si ;两种 氧化物周围成分分析并没有发现明显的贫 M n 区 (尽管氧化物中含有微量 M n);氧化物周围存在明 显的应变区 .所以 MDZ 作为晶内针状铁素体非均 匀形核的主要化学驱动力作用并没有得到证明. 由图 5 可以看出 :以氧化物为核心针状铁素 体向四周成放射状 , 无位向分布 .无论是尺寸较 大的或尺寸较小的氧化物均可以起到核心作用, 氧化物尺寸在 0.1 ～ 0.6 μm 范围内起核心作用的 氧化物最有效.由图还可以看出, 氧化物作为核 心的只是一部分, 有些针状铁素体是由一次铁素 体板条诱发出来的, 形成二次或三次铁素体板条, 即铁素体板条形成具有激发形核效应. R .A .Ricks 提出[ 11] , 在某些区域形成 AF 板条总数比形核位置的氧化物数目可以大一个数 量级 ,这是因为 AF 形核可以发生在初次针状铁 素体和奥氏体形成的弯曲高能的界面上 .图 5 所 观察的氧化物作为 AF 核心, 仅仅形成了少量的 · 358 · 北 京 科 技 大 学 学 报 2006 年第 4 期