第8卷第射n101033x.169光票科技大学学报 Vol.18 No.1 19962 Journal of University of Science and Technology Beijing Feh.199% HSLA100钢的时效动力学 董文卜杨让 北京科技大学材料科学与工程系，北京10083 摘要采用硬度法、透射电镜等方法研究了HSLA00钢的时效动力学.结果表明，ε一Cu的析出 动力学可用Avrami方程来描述，时效过程表征激活能为140 kJ/mol,e-Cu的粗化长大符合 Ostwald机制. 关键词时效动力学，表征激活能，形核自由能/Ostw阳ld粗化 中图分类号TG11 HSLAI00钢是国外新近研制，且正在完善的屈服强度大于690MPa的舰艇用钢.这种 钢无需预热即可焊接，具有良好的耐大气和耐海水腐蚀性能，并在一定程度上减少舰船底部 的积垢.因此，它的应用将有效地降低舰船制造成本，降低维修费用.HSLA1O0钢是通过时 效过程中ε-Cu的析出强化而强化的，含铜量高达1.6%.另外它含有Ni.Cr、Mo等合金元 素，保证了钢具有足够的淬透性，使厚钢板在淬火时得到M+B组织；添加微量合金元素Nb. 通过形变热处理，细化奥氏体转变产物，可进一步改善强韧性，目前对HSLA100钢的时效动 力学的研究还未报道过，本文将采用硬度法和透射电镜观察研究其时效动力学， 1实验材料与方法 实验材料为26mm厚的HSLA100钢板.钢的化学成分(%)为：C-0.06;Si-0.32; Mn-0.94:P-0.009:S-0.011;Ni-3.39:Cr-0.53;Mo-0.64;Cu-1.64:Ni-0.048: T-0.011. 试样在900℃保温、水淬，然后在500、550、600、650℃时效，时间从3min~100h.待试 样机加工磨平后，测量硬度值变化，布氏硬度为3次测量的平均值. 用线切割切下300~4004m厚的薄片，用细砂纸磨至30~40μm,冲成直径为3mm 薄片，在双喷电解抛光仪上电解抛光，制成透射电镜薄膜试样.电解液为6%高氯酸+ 酒精，电解电压：40~50V,温度：-25℃·用EM420T透射电镜观察析出相的分布. 析出相体积百分数是在放大的TEM照片上测量的. 2实验结果与讨论 2.1HSL.A100钢的时效特征 HSLAI00钢的硬度(HB)与时效温度、时效时间的关系如图1所示.从图1可以看 1995-04-08收稿 第-作者男26岁博士：第 18 卷 第 1期 北 京 科 技 大 学 学 报 l姚 年 2月 oJ u m a l o f U n i v e 习l iyt o f S c le n ec a nd Te hc n o l o g y Be ij ln g V d . 18 N O I助 . 1竺翻巧 H S L A IOO 钢 的 时效动 力 学 董 文 卜 杨让 北京 科技大 学材料 科 学 与 工 程 系 , 北京 1仪洲粥 摘要 采用 硬度法 、 透射电镜 等方法研究 了 H S L A l o 钢的时效动力 学 . 结果 表 明 , 。 一 C u 的析 出 动 力学 可 用 A 讥卫njI 方程 来描 述 , 时效 过 程 表 征 激 活 能 为 140 kJ /onI l , 。 一 uC 的粗 化长 大符 合 伪t w al d 机制 . 关键词 时效动力学 , 表征激活 能 , 形核 自由 能 / 晓t认旧 ld 粗化 中图分类号 T G l l 日S L A 10 钢 是 国 外新 近研制 , 且 正在完 善 的屈 服强 度大于 6 90 M P a 的舰 艇用 钢} ’ ] . 这种 钢 无需 预热 即 可 焊接 , 具有 良好的耐大 气 和耐 海水腐 蚀性 能 , 并在 一 定程度 上减 少 舰 船底部 的积垢 . 因此 , 它的 应用将 有效 地降低 舰船 制造成 本 , 降低 维修 费 用 . H S L A 10 钢 是通过 时 效 过 程 中 : 一 C u 的析 出强 化 而 强 化 的 , 含 铜 量 高 达 1 . 6 % . 另 外 它 含 有 iN 、 C r 、 M 。 等合 金 元 素 , 保 证 了钢 具 有足够 的淬 透性 , 使厚钢板在淬火时得到 M + B 组织 ; 添加微量合金元素 N b, 通过形 变热处理 , 细化 奥 氏体转 变产 物 , 可进一步改善强韧性 . 目前对 H S L A 10 O 钢 的时 效动 力 学 的研 究还 未 报道过 , 本 文将采 用 硬 度法 和透射 电镜观 察研 究其 时效 动力 学 . 1 实验 材料 与方 法 实 验 材 料 为 26 ~ 厚 的 SH L A l o 钢 板 . 钢 的 化 学 成 分 (% ) 为 : C 一 0 . 06 ; iS 一 0 3 ;2 M n 一 0 . 9 4 ; P 一 0 . 0 9 : S 一 0 . 0 1 1 , N i 一 3 3 9 ; C r 一 0 . 5 3; M o 一 0 . 64 ; C u 一 1 . 64 二 N i 一 0 . 04 8; T i 一 0 . 0 1 1 . 试样在 9 0 0 ℃ 保温 、 水淬 , 然后 在 5 0 、 5 50 、 60 、 65 0 ℃ 时效 , 时 间从3 而n 一 10 h . 待 试 样 机加 工磨 平后 , 测 量硬 度值 变化 , 布 氏 硬度 为 3 次测 量 的平均值 . 用线切 割切 下 3 0 一 40 0 拜m 厚 的 薄 片 , 用 细 砂 纸 磨至 30 一 40 拼.nr 冲 成 直 径 为 3 ~ 薄 片 , 在 双 喷 电 解 抛 光 仪 上 电 解 抛 光 , 制 成 透 射 电 镜 薄 膜 试 样 . 电 解 液 为6% 高氯 酸 + 酒 精 , 电 解 电 压 : 40 一 50 V , 温 度 : 一 25 ℃ . 用 F M 42 O T 透 射 电 镜 观 察 析 出 相 的 分布 . 析 出 相 体积 百 分 数是在 放大 的 T E M 照 片上 测量 的 . 2 实验结 果与讨论 2 . 1 HS I A l o 钢的 时效特 征 H S L A l o 钢 的硬度 ( H B ) 与 时效 温 度 、 时 效 时 间 的 关 系 如 图 1 所 示 . 从 图 1 可 以 看 1男5 一 沮 一 0 8 收 稿 第 一 作者 男 26 岁 博寸 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1996. 01. 005