Vol.24 No.1 吴平等：冷却过程中硼的品界非平衡偏聚实验观察 31· CB 3讨论 31晶界非平衡偏聚的形成与发展 图5-图7给出了晶界非平衡偏聚形成与 发展的过程以及各特征参量在发展过程中的变 化规律.图5是实测的富集因子与温度的关系 可以看出，在连续冷却过程中，晶界B非平衡偏 -X一 X/μm 聚发展可以分成3段：在1150-1040℃的起始 图3晶界偏聚特征参量示意图，d为晶界富集带宽度： 冷却阶段，晶界上B的偏聚量开始很快地增加， X为贫硼区宽度：Cm为基体硼浓度 在这温差110℃间隔中，所有晶界上均已显示 Fig.3 Schematic diagram of characteristic parameters of 有硼的偏聚带，晶界富集带的平均硼浓度已比 grain boundary segregation 基体高约50%.继续冷却时，在1040℃到860 表2硼的晶界非平衡偏聚特征参量 ℃区间，晶界上B的偏聚量不断增加，但比较平 Table 2 Characteristic parameters of non-equilibrium grain boundary segregation of boron during cooling 缓，从1040℃到860℃降温180℃，但富集因 淬火温度/℃ 1040980920860780640 子只增加了0.2.在860℃到640℃范围冷却时， 基体蚀坑密度/10×mm21.221.221.221.111.050.94 晶界偏聚量的增加又变快，但增加的幅度没有 标准差/10×mm2 0.030.010.030.010.030.01 第1阶段大 富集因子 1.51.51.61.72.02.5 3.0 标准差 0.10.10.10.10.10.1 2.5 贫硼区宽度/μm 11.512.313.616.019.626.3 标准差μm 0.50.40.50.50.90.7 2.0 贫化因子 0.260.240.270.280.290.39 标准差 0.020.020.030.020.040.02 1.5 富集带宽度/m 2.32.12.22.52.63.0 1.0 标准差/μm 0.30.30.20.20.20.2 120011001000900800700600 1/℃ 2.3晶界析出状态的电镜观察 图5富集因子与温度的关系 用H-800型透射电镜观察了不同温度淬火 Fig.5 The variation of rich factor versus temperature 样品的晶界形态，结果表明，920℃以上水淬的 图6是晶界两侧贫硼区宽度与温度的关系 样品中没有观察到晶界上有析出颗粒，860℃样 贫硼区宽度随温度的变化规律与晶界偏聚量随 品的晶界上已可以看到细小析出，780℃样品中 温度的变化规律相似，也呈现出三段式的变化 晶界上的析出增多并长大，大小约10nm.图4 30 25 20 15 10 11001000900800 700600 图4860℃和780℃时晶界出现含硼析出物 t/℃ Fig.4 Boron precipitates on grain boundaries at 860 C 图6晶界两侧贫硼区宽度与温度的关系 and780℃ Fig.6 The variation of the width of boron depletion zone versus temperature 是860℃和780℃样品晶界析出的透射电镜照 图7是贫化因子与温度的关系.可以看到 片.电镜观察表明，样品在冷却到860℃温度左 冷却开始时形成明显贫硼区，在1040℃时晶界 右时，晶界上开始出现B析出物 两侧贫硼区较深，贫化因子较大，但冷到980℃ 时贫硼区深度没有加深，反而略微浅了，920℃