·602 工程科学学报，第37卷，第5期 a 60m 图1改进310奥氏体钢的光学显微组织.(a)时效0h:(b)时效1000h Fig.1 OM images of the modified 310 austenitic stainless steel:(a)aged for 0h:(b)aged for 1000 h 2 um 图2时效后试样的显微组织扫描电镜照片.(a)时效0h:(b)时效100h:(c)时效500h:(d)时效1000h Fig.2 SEM images of microstructure in the aged samples:(a)h:(b)100h:(c)500h:(d)1000h 为了进一步确定时效过程中，实验钢晶界和晶内 的(Fe,Cr)aC6碳化物，其PDF卡片编号为PDF#65- 析出相的种类及成分，采用透射电子显微镜观察实验 3132,图3(0)是它在123]晶带的衍射谱.图3(g)是 钢时效1000h后的显微组织，结果如图3所示.图3 析出相10的衍射谱图，标定结果表明它们是金属间化 中白亮区为大颗粒析出相剥落产生的透光区.可以看 合物σ相和X相(PDF#654528和PDF#080200), 出，体积较大的析出相直径为微米级，沿晶界、亚晶界 在晶带B75]和011]的衍射谱.由表1可见，M2C6 呈长条分布（如图3(a)中的析出相1）：晶内析出相为 碳化物中Fe的质量分数围为40.65%~45.66%，Cr 块状，直径为亚微米级（如图3(a)中的析出相5和 的质量分数为35.98%~43.46%，略低于Fe的质量分 6).图3(b)中还观察到大量细小的纳米级的析出相. 数，Mo为0~8%.σ相为富Cr和Mo相，其中Cr的质 时效后仍可观察到少量位错线，并可观察到析出相对 量分数约为Fe的质量分数的2.5倍.由于x相与σ 位错运动的阻碍作用（见图3(d)),使位错线呈弧形. 相共存，未能检测到其精确成分含量.在标定的卡片 表1是与图3(a)~(d)中标注数字对应的析出相 中显示X相的化学式为Mo,Cr,Fes,可见Fe与Cr的原 的能谱分析结果.结合图3(e)~(g)和表1可知，时 子比等于3.当其与富C的g相共存时，能谱分析结 效后析出相种类包括M,C。以及σ相和X相.图3(e) 果显示Fe与Cr含量基本相当，Mo含量也比x相单独 是4号析出相的电子衍射谱，标定结果表明该析出相 存在时低一些.该结果与文献00]中X相与σ相的共 为复杂面心立方的(Fe,Cr,Mo)aC。(PDF#350783), 存现象一致， 在D11]晶带的电子衍射谱.析出相9为另一种无Mo 由图4可见，在固溶后即时效0h时，在两个主峰工程科学学报，第 37 卷，第 5 期 图 1 改进 310 奥氏体钢的光学显微组织． ( a) 时效 0 h; ( b) 时效 1000 h Fig． 1 OM images of the modified 310 austenitic stainless steel: ( a) aged for 0 h; ( b) aged for 1000 h 图 2 时效后试样的显微组织扫描电镜照片． ( a) 时效 0 h; ( b) 时效 100 h; ( c) 时效 500 h; ( d) 时效 1000 h Fig． 2 SEM images of microstructure in the aged samples: ( a) 0 h; ( b) 100 h; ( c) 500 h; ( d) 1000 h 为了进一步确定时效过程中，实验钢晶界和晶内 析出相的种类及成分，采用透射电子显微镜观察实验 钢时效 1000 h 后的显微组织，结果如图 3 所示． 图 3 中白亮区为大颗粒析出相剥落产生的透光区． 可以看 出，体积较大的析出相直径为微米级，沿晶界、亚晶界 呈长条分布( 如图 3( a) 中的析出相 1) ; 晶内析出相为 块状，直径为亚微米级( 如图 3 ( a) 中的析出相 5 和 6) ． 图 3( b) 中还观察到大量细小的纳米级的析出相． 时效后仍可观察到少量位错线，并可观察到析出相对 位错运动的阻碍作用( 见图 3( d) ) ，使位错线呈弧形． 表 1 是与图 3( a) ～ ( d) 中标注数字对应的析出相 的能谱分析结果． 结合图 3( e) ～ ( g) 和表 1 可知，时 效后析出相种类包括 M23C6 以及 σ 相和 χ 相． 图 3( e) 是 4 号析出相的电子衍射谱，标定结果表明该析出相 为复杂面心立方的 ( Fe，Cr，Mo) 23C6 ( PDF#-35-0783) ， 在［011］晶带的电子衍射谱． 析出相 9 为另一种无 Mo 的( Fe，Cr) 23 C6 碳化物，其 PDF 卡片编号为 PDF#-65- 3132，图 3( f) 是它在［123］晶带的衍射谱． 图 3( g) 是 析出相 10 的衍射谱图，标定结果表明它们是金属间化 合物 σ 相和 χ 相 ( PDF #-65-4528 和 PDF #-08-0200) ， 在晶带 ［375］和［011］的衍射谱． 由表 1 可见，M23 C6 碳化物中 Fe 的质量分数围为 40. 65% ～ 45. 66% ，Cr 的质量分数为 35. 98% ～ 43. 46% ，略低于 Fe 的质量分 数，Mo 为 0 ～ 8% ． σ 相为富 Cr 和 Mo 相，其中 Cr 的质 量分数约为 Fe 的质量分数的 2. 5 倍． 由于 χ 相与 σ 相共存，未能检测到其精确成分含量． 在标定的卡片 中显示 χ 相的化学式为 Mo5Cr6Fe18，可见 Fe 与 Cr 的原 子比等于 3． 当其与富 Cr 的 σ 相共存时，能谱分析结 果显示 Fe 与 Cr 含量基本相当，Mo 含量也比 χ 相单独 存在时低一些． 该结果与文献［10］中 χ 相与 σ 相的共 存现象一致． 由图 4 可见，在固溶后即时效 0 h 时，在两个主峰 · 206 ·