孙晓林等：高温时H13钢中初生碳氮化物的分解研究 ·723· 20 -10 A Cr n 0 4 能最keV 200(d 200 150 150 100 100 10m 能量keV 能量eV 图1扫描电镜分析H13钢中的初生碳氨化物形貌及能谱.(a)长条状碳氮化物：(b)图(a)能谐：(c)存在核心的碳氨化物：(d)图(c) 中内层碳氨化物的能谱：（©）图（©）中外层碳氨化物的能谱 Fig.1 SEM micrograph and chemical analysis of carbonitrides in H13 steel:(a)strip carbonitride;(b)EDS of carbonitride in Figure (a);(c) carbonitride with a core:(d)EDS of inner carbonitride in Figure (c);(e)EDS of outer carbonitride in Figure (c) ⊙ 2 um 图2电子探针观察碳氨化物的形貌与尺寸.()~(b)不同尺寸长条形碳氨化物的背散射图像：（©）方形碳氨化物的二次电子像 Fig.2 Morphology and size of carbonitrides through EMPA:(a)(b)back scattering images of strip carbonitrides of different sizes;(c)secondary electron image of square carbonitride 表2电子探针分析图2中碳氨化物的成分 Table 2 Element content of carbonitrides shown in Figure 2 by EMPA 元素质量分数/% 图序 化学式 Mo Fe N 图2(a) 0.1 65.6 17.3 2.4 3.3 2.9 (Va.93,Moa)(Cass,Nais) 图2(b) 0.1 60.1 22.1 2.7 3.5 2.4 (Vas,Moa2s)(Caz,Na2s) 图2(e) 46.3 24.2 0.5 2.1 1.2 25.0 (Tia7.Va)(Co.os.Nas) 2.2高温时初生碳氨化物形貌变化 的碳氨化物.经1200℃×10h保温后碳氨化物继续分 不同温度高温处理后形貌变化如图4，原始试样 解，并由外向内部逐渐扩展，初始碳氨化物结合力 中部分碳氮化物沿偏析带呈链状分布（图4(a), 变差. 1200℃×2.5h时后碳氨化物保持原形貌，但边部变得 利用光学显微镜对碳氮化物形貌进行统计，原始 凹凸不平呈锯齿状，仍存在着链状分布的碳氨化物，见 态63%粒子为长条状，方形仅占9%.经过1200℃保 图4(b).经过1200℃×5h的处理后少量碳氮化物边 温后长条形碳氨化物比例逐渐减少，见表3，保温2.5h 部分解，如图4（©），碳氨化物边缘锯齿状趋势增加，并 与5h后长条形比例有所下降，但当时间达到10h时 形成类似“葡萄”状排列的小颗粒，仍可发现链状分布 长条形比例减少40%而方形所占比例增加37%，因此孙晓林等: 高温时 H13 钢中初生碳氮化物的分解研究 图1 扫描电镜分析 H13 钢中的初生碳氮化物形貌及能谱郾 (a) 长条状碳氮化物; (b) 图(a)能谱; (c) 存在核心的碳氮化物; (d) 图(c) 中内层碳氮化物的能谱; (e) 图(c)中外层碳氮化物的能谱 Fig. 1 SEM micrograph and chemical analysis of carbonitrides in H13 steel: (a) strip carbonitride; ( b) EDS of carbonitride in Figure ( a); ( c) carbonitride with a core; (d) EDS of inner carbonitride in Figure (c); (e) EDS of outer carbonitride in Figure (c) 图 2 电子探针观察碳氮化物的形貌与尺寸. (a) ~ (b) 不同尺寸长条形碳氮化物的背散射图像; (c) 方形碳氮化物的二次电子像 Fig. 2 Morphology and size of carbonitrides through EMPA: (a) ~ (b) back scattering images of strip carbonitrides of different sizes; (c) secondary electron image of square carbonitride 表 2 电子探针分析图 2 中碳氮化物的成分 Table 2 Element content of carbonitrides shown in Figure 2 by EMPA 图序 元素质量分数/ % Ti V Mo Fe C N 化学式 图 2(a) 0郾 1 65郾 6 17郾 3 2郾 4 3郾 3 2郾 9 (V0郾 93 ,Mo0郾 07 )(C0郾 85 ,N0郾 15 ) 图 2(b) 0郾 1 60郾 1 22郾 1 2郾 7 3郾 5 2郾 4 (V0郾 75 ,Mo0郾 25 )(C0郾 72 ,N0郾 28 ) 图 2(c) 46郾 3 24郾 2 0郾 5 2郾 1 1郾 2 25郾 0 (Ti0郾 67 ,V0郾 33 )(C0郾 05 ,N0郾 95 ) 2郾 2 高温时初生碳氮化物形貌变化 不同温度高温处理后形貌变化如图 4,原始试样 中部分碳氮化物沿偏析带呈链状分布( 图 4 ( a)), 1200 益 伊 2郾 5 h 时后碳氮化物保持原形貌,但边部变得 凹凸不平呈锯齿状,仍存在着链状分布的碳氮化物,见 图 4(b). 经过 1200 益 伊 5 h 的处理后少量碳氮化物边 部分解,如图 4(c),碳氮化物边缘锯齿状趋势增加,并 形成类似“葡萄冶状排列的小颗粒,仍可发现链状分布 的碳氮化物. 经 1200 益 伊 10 h 保温后碳氮化物继续分 解,并由外向内部逐渐扩展,初始碳氮化物结合力 变差. 利用光学显微镜对碳氮化物形貌进行统计,原始 态 63% 粒子为长条状,方形仅占 9% . 经过 1200 益 保 温后长条形碳氮化物比例逐渐减少,见表 3,保温 2郾 5 h 与 5 h 后长条形比例有所下降,但当时间达到 10 h 时 长条形比例减少40% 而方形所占比例增加37% ,因此 ·723·