·306· 北京科技大学学报 2005年第3期 生长中的晶粒由于被第二相粒子钉扎，其晶 实验条件下e0.69)时，大量弥散分布的Nb(C) 粒尺寸将被限制为D,该晶粒大小与小粒子半径 颗粒在铁素体晶界以及位错上析出.Nb(CN)析出 r以及体积分数f之间的关系可表达为： 的体积分数随着应变量的增加而增大，而颗粒长 =号》 (3) 大的现象却不明显，运用Gladman晶粒粗化机制 式中，Z是试样中最大晶粒与平均晶粒尺寸之比， 计算得到的铁素体晶粒与实际晶粒尺寸吻合得 上述规律适用于y一α相变时的铁素体晶粒长大. 较好 对于第二相粒子而言，其尺寸越小、体积分数越 参考文献 大，阻碍晶粒长大的效果越明显.本实验条件下， [1]Rainforth W M,Black M P,Higginson R L,et al.Precipitation of 根据实验测定最大晶粒与平均晶粒的比值接近 NbC in a model austenitic steel.Actm Mater,2002,50:735 于经验值V5，因此取Z一√2.并且将相变完成 [2]徐温崇，马翔，孙福玉，Nb-V微合金化钢中析出相的非水 电解恒电流萃取法的研究及其应用.钢铁，1985,20(3)：34 (=1.6)时的粒子半径(5.08nm)和析出体积分数f [3]Irvine K J,Pickering F B,Gladman T,et al.Grain refined C-Mn (约0.010%)代入式(3)计算得到铁素体晶粒尺寸 steels.J Iron Steel Inst,1967,205(2):161 为2.29m.由于Nb(CN)粒子的直径小且自身的 [4]雍岐龙，马鸣图，吴宝榕.微合金钢一物理和力学冶金 粗化速度慢，所以计算所得到的铁素体晶粒尺寸 北京：机械工业出版社，1989 []雍岐龙，裴和中，田建国，等.铌在钢中的物理冶金学基 与实际晶粒尺寸相差不明显， 础数据.钢铁研究学报，1998,10(2)：669 [6]Gladman T.On the theory of the effect of precipitate particles on 3结论 grain growth in metals.Proc R Soc,1966,266A:298 [7]Hong S C,Lim S H,Hong H S,et al.Effects of Nb on strain in- 根据固溶度公式以及实验的观察均可确定 duced ferrite transformation in C-Mn steel.Mater Sei Eng. 本实验用钢中的徽量Nb在1200℃时完全固溶， 2003,A355:241 并在760℃变形前的冷却过程中没有出现大量的 [8]Dutta B,Palmiere E J,Sellars C M.Modelling the kinetics of strain induced precipitation in Nb microalloyed steels.Acta Ma- 弥散析出，形变过程中Nb(CN)的析出也需要孕 ter,2001,49:785 育期，但与等温过程相比，应变诱导Nb(CN)析出 )余水宁.金属学原理.北京：治金工业出版社，2000 使孕育期大幅提前；当形变量积累到一定值（本 [10]王有铭，李曼云，韦光，钢材的控制轧制与控制冷却.北 京：治金工业出版社，1995 Carbonitride precipitates during deformation of undercooled austenite in Nb- microalloyed steel CHEN Guoan",YANG Wangyue,GUO Shouzhen,SUN Zuging" 1)Materials Science and Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)The State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT By using TEM the strain-induced precipitation of Nb(CN)during deformation of undercooled aus- tenite was investigated in Nb-microalloyed steel.The results showed that at 1 200C all of Nb were dissolved and there were no Nb(CN)precipitates formed during cooling until down to 760C.During deformation-enhanced ferrite transformation the Nb(CN)of dynamic precipitation required an incubation period,but compared with isothermal transformation it reduced significantly.Only when the strain increased to 0.69,Nb(CN)began to precipitate on dis- location nodes and grain boundaries.The volume fraction of Nb(CN)precipitates increased with increasing strain but their coarsening was not significant.It is shown that the measured grain size is in good agreement with the cal- culated value. KEY WORDS Nb(CN)precipitates;incubation period;volume fraction;precipitate growth. 3肠 . 北 京 科 技 大 学 学 报 20 5 年 第 3 期 生长 中的 晶粒 由于 被第 二相 粒子 钉扎 , 其 晶 粒尺 寸将被 限制为众 , 该晶粒 大小 与小 粒子 半径 r 以及 体积 分那以之 间的关 系 可表 达 为 : ~ 爪 门 2 、 丈沪, = - 7 下l耳丁 一 - 二子 . oJ L 乙 乙 , (3 ) 式 中 , Z是试 样 中最 大 晶粒与平 均 晶粒尺 寸之 比 , 上 述规 律适 用于 Y一 a 相 变 时 的铁素 体 晶粒长 大 . 对 于第 二相 粒 子而 言 , 其 尺寸 越 小 、 体 积分 数越 大 , 阻碍 晶粒 长大 的效 果越 明显 . 本实 验条件 下 , 根 据 实验 测 定 最大 晶粒 与平 均 晶粒 的 比值接近 于经 验 值 涯 , 因 此 取 =z 涯 . 并且 将 相变 完 成 (二 1 . 6) 时的粒 子 半径 (5 . 08 lun ) 和析 出体积 分数厂 (约 .0 0 10% ) 代 入式 (3 ) 计算得 到铁 素体 晶粒 尺 寸 为 .2 2 9 阿 . 由于 Nb (C N )粒 子 的直 径 小且 自身的 粗 化速度 慢 , 所 以计算 所得 到 的铁素 体 晶粒尺 寸 与 实 际晶粒 尺 寸相 差 不 明显 . 3 结论 根 据 固溶 度 公式 以及 实验 的观 察 均 可 确 定 本实验 用 钢 中 的微 量 Nb 在 1加 0℃ 时完 全 固溶 , 并在 7 6 0℃ 变形前 的冷却 过程 中没有 出现 大量 的 弥散 析出 . 形 变过 程 中 Nb (C N ) 的析出也 需要 孕 育期 , 但 与等温 过程 相 比 , 应变诱导 协(C N )析出 使 孕 育期 大 幅提 前 ; 当形 变 量积 累 到一 定值 (本 实 验条 件 下￡= 0 . 6 9) 时 , 大 量 弥散分布 的 Nb (C N ) 颗粒 在铁 素 体晶 界 以及位 错上 析 出 . Nb (C N )析 出 的体积 分数随着 应变量 的增 加而 增大 , 而 颗粒 长 大 的现 象 却不 明显 , 运 用 lG a dj m an 晶粒 粗化机 制 计 算 得 到 的铁素 体晶粒 与 实 际 晶粒 尺寸 吻 合 得 较好 . 参 考 文 献 [ l ] 几山伪曲 W M, B lac k M ,P Hi g i n s on R L , et al . P r e c ip i以i o n o f N b C in a m od e 】aus 加n it c s 招e L A c 加 M a t . r , ZX)I 2 , 5:0 73 5 冈 徐温崇 , 马翔 , 孙 福玉 . 州卜 V 微合 金化钢 中析 出相的非水 电解 恒 电流萃取法 的研 究及其 应用 . 钥铁 , 19 85 , 2 0( :3) 34 3[ J 加俪 K J, P让k er in g F B , 0 】创肠an T, et al . G拍』刀 馆五. de C 一 M n set e is . J I or n S t倪 l腼` 1 96 7 , 2 0 5 (2) : 1 6 1 侈] 雍岐 龙 , 马鸣图 , 吴 宝榕 . 微 合金钢 — 物 理和力学冶金 . 北京 : 机械 工业 出版 社 , 19 89 l5] 雍 岐龙 , 裴和 中 , 田建国 , 等 . 妮 在钥 中的物 理冶金 学基 础数 据 . 钥 铁研 究学报 , 19 98 , 10( :2) 6 69 [61 lG a 山口 an 工 On 阮 hte 叮 。 f ht e e fe c t of p re c币iat e p art ic les oh g 别 n gr o w ht in m e at 】5 . P r o c R S o c , 19 6 , 2 6 6A : 29 8 闭 H o n g S C , L如 S H , H o ng H S , et ia . E巧eC st of Nb on s饥inI i-n d u c ed fe 币et 切劝 s fo n ” 心on in C 一 M n S扭出 1 . M at er 歇i E 叱 , 2 0() 3 , A 3 5 5 : 2 4 1 [ 8 ] D u at B , P a lm i er E J , S e ll asr C M . M o d e l】i n g het k i n e tl c s o f s七a i n in d u c e d P r e c 巾1洲ion in Nb im e or a ll叮ed s t e e l s . A山 M卜 t e r , 2 0 0 1 , 4 9 : 7 8 5 9l[ 余 永宁 . 金属学 原理 . 北 京 : 冶金工业 出版 社 , 2 0 0 【10] 王 有铭 , 李曼 云 , 韦 光 、 钥 材 的控 制轧 制与控 制冷 却 . 北 京 : 冶 金工业 出版 社 , 19 5 C a r b o n itr de rP e e iP i公找e s m i e or a lloy e d s et e l de fo n n iat o n o f u n d e r c o o l e d au s t e n it e in N b - C 月百N uG ~ ,气别刀召 肠搜毋御 le), G〔几g hs 口拢功已刀 ,1) 5〔W uZ q i心 , 1) M at “ i al s cs ien ce an d E n g加“ 仙9 5比0 1 , U O i ~ iyt of s d 闭ce an d eT c h ll o l o盯 B iej in g, B iej 吨 10 08 3 , bC 俪 2) T h e S。吐e K e y L比优川力尽 for A d y 曲 e e d M e at l s an d M a t e ir al , , U in v e sr iyt of sc l e o c e 叨d eT c hn o fo 盯 B iej 吨 , B iej 吨 10 0() 83 , C创泊a A B S T R A C T B y us ing T E M het s位习in 硕n d u e e d P r e c iPiat ion o f N b ( C N ) dur 如9 d e fo n n iat on of un d e r e o o l e d aus - et int e w as ivn e ist g at e d in N b一i e or a lloy e d otS e l . Tb e er s u lt s s h o w e d ht a t at 1 2 0 0 ,C al o f N b we er d i s s o vl e d an d ht e er w er on N斌 C N ) Per c i Pi at t e s fo mr e d d侧 n g c o o l ign 切吐 11 do wn ot 7 6 0℃ . D ur in g de fo mr at ion 呜汕 acn e d 企 ir t e 廿阴 s fo n n iat on het Nb (C N ) of 由m am ic P r e c iP lat ion er qu ir e d an i n e ub iat on pe ir do , b u t c o m P aer d w it h is o th e n n ia 廿a n s fo n n iat o n it er d uc e d s i ign if e ant l.y o n ly 俩七e n het s 。妞i n icn r e a s ed ot 0 . 6 9 , 确(C N) b e g an ot P化 c i P iat t e on id s - 1 0 e iat o n n o de s an d gr a in b o nU d iar e s . Th e v 0 1uj m e fr a c t i o n o f Nb ( C N ) p r e c iP iat e s In c r e as e d iw t h in cer as in g s t ar i n b u t het ir co ar se n ign w as n o t s ign iif c ant . tI 15 s h o 硒恤 t h at het m e as uer d gr a m s泳 15 in go ed a gr e em e in w iht ht e c al - cu lia e d v a l u e . K E Y W O R D S Nb (C N ) ptC e ip it at e s ; in e ub at ion p ier o d : v o l切 tn e fr a e it on ; p er e ip iat e gr o w ht