罗许等：析出粒子对钛微合金化高强钢奥氏体晶粒长大的影响 ·233 至67.8m,出现一些大尺寸晶粒：当温度继续升高 奥氏体晶粒尺寸增加到145.7um.不同加热温度下奥 时，奥氏体晶粒继续长大，加热温度升高至1250℃时 氏体晶粒尺寸的具体数值如表3所示 )un 50 50四 50四 图2不同加热温度下奥氏体晶粒形貌.(a)950℃：(b)1050℃：(c)1100℃：(d)1150℃：(e)1200℃：(01250℃ Fig.2 Morphology of austenite grains at different heating temperatures:(a)950℃：(b)1050℃：(c)1100℃：(d)1l50℃：(e)1200℃：(0 1250℃ 表3不同加热温度下奥氏体晶粒尺寸 奥氏体晶粒长大程度较小，保温30min后实验钢达到 Table 3 Austenite grain size at different heating temperatures 晶粒长大极限尺寸，计算值与实测值相吻合，当加热温 加热温度/℃850900950100010501100115012001250 度较高时奥氏体晶粒长大程度很大，在保温30min的 晶粒尺寸/μm8.09.410.622.53L.667.880.2107.8145.7 条件下，实验钢并没有达到晶粒长大极限尺寸，实测值 小于计算值，但奥氏体晶粒长大趋势基本一致. 图3为实验钢奥氏体平均晶粒尺寸计算值与实测 250 值的对比.从图3中可以看出，奥氏体晶粒尺寸计算 ·一计算值 200 ·实测值 值与实测值变化趋势基本一致.当加热温度较低时 (小于1050℃)，奥氏体晶粒长大缓慢，晶粒尺寸细小 X 150 均匀，计算值与实测值吻合较好，主要是因为TC析出 100 粒子的钉扎作用强烈地阻止了奥氏体晶粒长大.当加 热温度高于1050℃时，TC析出粒子体积分数迅速减 50 小并且析出粒子尺寸增加，TC析出粒子的钉扎作用 ◆一◆—一 明显减弱并逐渐消失，奥氏体晶粒迅速长大，1050℃ 800 900 1000110012001300 为实验钢晶粒长大过程中的临界温度.当加热温度从 温度PC 1050℃升高至1100℃时，奥氏体晶粒迅速长大，当温 图3实验钢奥氏体平均品粒尺寸计算值与实测值对比 Fig.3 Comparison between the measured and calculated austenite 度继续升高时，由于TN粒子的钉扎作用，奥氏体晶粒 grain size of the tested steels 长大过程有一个平缓的趋势，随着TN粒子的逐渐溶 解，奥氏体晶粒继续长大.当加热温度高于1100℃时， 实验钢中存在TN和TiC两种析出粒子，对奥氏 奥氏体晶粒尺寸计算值均大于实测值.计算值与实测 体晶粒长大均有阻止作用.从图3中可以看出：TC粒 值之间存在一定的差距，主要有两个方面的原因：一是 子在低温时强烈阻止奥氏体晶粒长大，有强烈的细晶 部分TiC粒子会在TN粒子上析出，形成T(C,N)粒 强化效果：TN粒子对奥氏体晶粒长大钉扎作用较弱， 子，而T(C,N)粒子并没有严格的原子配比，因此本文 细晶强化效果一般.利用析出相质点理论计算TN和 并没有对其进行分析：二是析出相质点理论计算奥氏 TC两种析出粒子同时作用下实验钢的奥氏体晶粒尺 体晶粒尺寸是晶粒长大极限尺寸，当加热温度较低时， 寸，分析了再加热过程中析出粒子的变化及其对奥氏罗 许等: 析出粒子对钛微合金化高强钢奥氏体晶粒长大的影响 至 67. 8 μm，出现一些大尺寸晶粒; 当温度继续升高 时，奥氏体晶粒继续长大，加热温度升高至 1250 ℃ 时 奥氏体晶粒尺寸增加到 145. 7 μm． 不同加热温度下奥 氏体晶粒尺寸的具体数值如表 3 所示． 图 2 不同加热温度下奥氏体晶粒形貌． ( a) 950 ℃ ; ( b) 1050 ℃ ; ( c) 1100 ℃ ; ( d) 1150 ℃ ; ( e) 1200 ℃ ; ( f) 1250 ℃ Fig． 2 Morphology of austenite grains at different heating temperatures: ( a) 950 ℃ ; ( b) 1050 ℃ ; ( c) 1100 ℃ ; ( d) 1150 ℃ ; ( e) 1200 ℃ ; ( f) 1250 ℃ 表 3 不同加热温度下奥氏体晶粒尺寸 Table 3 Austenite grain size at different heating temperatures 加热温度/℃ 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 晶粒尺寸/μm 8. 0 9. 4 10. 6 22. 5 31. 6 67. 8 80. 2 107. 8 145. 7 图 3 为实验钢奥氏体平均晶粒尺寸计算值与实测 值的对比． 从图 3 中可以看出，奥氏体晶粒尺寸计算 值与实测值变化趋势基本一致． 当加热温度较低时 ( 小于 1050 ℃ ) ，奥氏体晶粒长大缓慢，晶粒尺寸细小 均匀，计算值与实测值吻合较好，主要是因为 TiC 析出 粒子的钉扎作用强烈地阻止了奥氏体晶粒长大． 当加 热温度高于 1050 ℃ 时，TiC 析出粒子体积分数迅速减 小并且析出粒子尺寸增加，TiC 析出粒子的钉扎作用 明显减弱并逐渐消失，奥氏体晶粒迅速长大，1050 ℃ 为实验钢晶粒长大过程中的临界温度． 当加热温度从 1050 ℃ 升高至 1100 ℃ 时，奥氏体晶粒迅速长大，当温 度继续升高时，由于 TiN 粒子的钉扎作用，奥氏体晶粒 长大过程有一个平缓的趋势，随着 TiN 粒子的逐渐溶 解，奥氏体晶粒继续长大． 当加热温度高于1100 ℃时， 奥氏体晶粒尺寸计算值均大于实测值． 计算值与实测 值之间存在一定的差距，主要有两个方面的原因: 一是 部分 TiC 粒子会在 TiN 粒子上析出，形成 Ti( C，N) 粒 子，而 Ti( C，N) 粒子并没有严格的原子配比，因此本文 并没有对其进行分析; 二是析出相质点理论计算奥氏 体晶粒尺寸是晶粒长大极限尺寸，当加热温度较低时， 奥氏体晶粒长大程度较小，保温 30 min 后实验钢达到 晶粒长大极限尺寸，计算值与实测值相吻合，当加热温 度较高时奥氏体晶粒长大程度很大，在保温 30 min 的 条件下，实验钢并没有达到晶粒长大极限尺寸，实测值 小于计算值，但奥氏体晶粒长大趋势基本一致． 图 3 实验钢奥氏体平均晶粒尺寸计算值与实测值对比 Fig． 3 Comparison between the measured and calculated austenite grain size of the tested steels 实验钢中存在 TiN 和 TiC 两种析出粒子，对奥氏 体晶粒长大均有阻止作用． 从图 3 中可以看出: TiC 粒 子在低温时强烈阻止奥氏体晶粒长大，有强烈的细晶 强化效果; TiN 粒子对奥氏体晶粒长大钉扎作用较弱， 细晶强化效果一般． 利用析出相质点理论计算 TiN 和 TiC 两种析出粒子同时作用下实验钢的奥氏体晶粒尺 寸，分析了再加热过程中析出粒子的变化及其对奥氏 · 332 ·