D0L:10.13374.issn1001-053x.2012.06.007 第34卷第6期 北京科技大学学报 Vol.34 No.6 2012年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun.2012 铁素体基T一Mo微合金钢超细碳化物析出规律 段修刚 蔡庆伍武会宾唐获 北京科技大学治金工程研究院，北京100083 通信作者，E-mail:caiqw@nercar.usth.edu.cn 摘要利用光学显微镜、透射电镜和能谱分析等方法对两种不同Ti含量的铁素体基T一Mo微合金钢中析出相的尺寸、分布 特征、析出规律和成分进行了研究.结果表明：钢中绝大多数析出相为超细碳化物，尺寸小于10，析出相尺寸呈正态分布. 随着T质量分数由0.072%增到0.092%，析出粒子平均尺寸增大，分布峰值向粒子尺寸增大的方向移动.T-Mo微合金钢具 有栅格状的相间析出方式，栅格间距受冷速的影响较大，晶内和靠近晶界处的栅格间距不同.能谱分析发现，不同尺寸的粒子 Mo含量不同，较大颗粒(50nm左右)析出相中不含Mo,小颗粒(<20nm)中碳化物是Ti和Mo的复合析出相，且随着粒子尺 寸的减小，成分中Mo所占比重增大. 关键词合金钢：铁素体：碳化物：析出：钛：钼 分类号TG142.33 Precipitation law of ultra fine carbides in ferrite matrix Ti-Mo micro-alloy steel DUAN Xiu-gang,CAl Qing-wu,WU Hui-bin,TANG Di Research Institute of Metallurgy Engineering,University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:caiqw@nercar.ustb.edu.en ABSTRACT The size,distribution characteristics,precipitation law,and composition of precipitate particles in ferrite matrix Ti-Mo micro-alloy steel with two different titanium contents were studied by metallographic microscopy,transmission electron microscopy and energy dispersive spectroscopy.Most of the precipitate particles are ultra fine carbides of less than 10nm in size,and the particle sizes are a normal distribution.With the increase of titanium content from 0.072%to 0.092%,the average particle size increases and the distribution peak gradually moves to the particle size increasing direction.The Ti-Mo micro-alloy steel has an inter-phase precipitation style like ledge structures.The ledge spacing in the interior grain is different from that near the grain boundaries,and it is affected by cooling rate.Energy spectrum analysis shows that the Mo content is different in different sizes of particles.The composition of the big- ger particles (about 50nm)has no molybdenum,but the smaller particles (less than 20nm)are compound of Ti and Mo.The Mo con- tent increases with the particle size decreasing. KEY WORDS alloy steel:ferrite:carbides:precipitation:titanium:molybdenum 铁素体具有优良的塑韧性和抗中子辐照肿胀性 良的导电和导热性、良好的耐热疲劳性和抗蠕变性 能0，加之铁素体屈强比小、在奥氏体转变(AC,)温 能0，能提高Nb(C,N)在奥氏体中的固溶度，使大 度以下不易分解，有着良好的组织稳定性等优点，一 量的Nb保持在固溶体中，以便在低温转变中弥散 直是核电、压力容器用钢的发展重点，但强度不足限 析出，从而产生较高的沉淀强化效果.M0在钢中还 制了其在该领域的应用.近年来微合金化技术-习 能增加碳化物的形核位置，使形成的碳化物更弥散， 有了很大发展，在钢中添加Nb、V和Ti,与C和N 更细小.我国T资源丰富，相对于Nb和V,T微 形成碳化物或氮化物等第二相，强化作用显著，使得 合金化技术具有更低的成本优势，因此T作为重要 这一问题的解决有了新的思路.Mo具有高熔点、优 的合金元素越来越受到人们的重视.在C-Mn钢的 收稿日期：20110602 基金项目“十一五”国家科技支撑计划资助项目(2006BEO3A0)第 34 卷 第 6 期 2012 年 6 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 34 No． 6 Jun． 2012 铁素体基 Ti--Mo 微合金钢超细碳化物析出规律 段修刚 蔡庆伍 武会宾 唐 荻 北京科技大学冶金工程研究院，北京 100083 通信作者，E-mail: caiqw@ nercar． ustb． edu． cn 摘 要 利用光学显微镜、透射电镜和能谱分析等方法对两种不同 Ti 含量的铁素体基 Ti--Mo 微合金钢中析出相的尺寸、分布 特征、析出规律和成分进行了研究． 结果表明: 钢中绝大多数析出相为超细碳化物，尺寸小于 10 nm，析出相尺寸呈正态分布． 随着 Ti 质量分数由 0. 072% 增到 0. 092% ，析出粒子平均尺寸增大，分布峰值向粒子尺寸增大的方向移动． Ti--Mo 微合金钢具 有栅格状的相间析出方式，栅格间距受冷速的影响较大，晶内和靠近晶界处的栅格间距不同． 能谱分析发现，不同尺寸的粒子 Mo 含量不同，较大颗粒( 50 nm 左右) 析出相中不含 Mo，小颗粒( ＜ 20 nm) 中碳化物是 Ti 和 Mo 的复合析出相，且随着粒子尺 寸的减小，成分中 Mo 所占比重增大． 关键词 合金钢; 铁素体; 碳化物; 析出; 钛; 钼 分类号 TG142. 33 Precipitation law of ultra fine carbides in ferrite matrix Ti-Mo micro-alloy steel DUAN Xiu-gang，CAI Qing-wu ，WU Hui-bin，TANG Di Research Institute of Metallurgy Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China Corresponding author，E-mail: caiqw@ nercar． ustb． edu． cn 收稿日期: 2011--06--02 基金项目: “十一五”国家科技支撑计划资助项目( 2006BE03A0) ABSTRACT The size，distribution characteristics，precipitation law，and composition of precipitate particles in ferrite matrix Ti-Mo micro-alloy steel with two different titanium contents were studied by metallographic microscopy，transmission electron microscopy and energy dispersive spectroscopy． Most of the precipitate particles are ultra fine carbides of less than 10 nm in size，and the particle sizes are a normal distribution． With the increase of titanium content from 0. 072% to 0. 092% ，the average particle size increases and the distribution peak gradually moves to the particle size increasing direction． The Ti-Mo micro-alloy steel has an inter-phase precipitation style like ledge structures． The ledge spacing in the interior grain is different from that near the grain boundaries，and it is affected by cooling rate． Energy spectrum analysis shows that the Mo content is different in different sizes of particles． The composition of the big￾ger particles ( about 50 nm) has no molybdenum，but the smaller particles ( less than 20 nm) are compound of Ti and Mo． The Mo con￾tent increases with the particle size decreasing． KEY WORDS alloy steel; ferrite; carbides; precipitation; titanium; molybdenum 铁素体具有优良的塑韧性和抗中子辐照肿胀性 能［1］，加之铁素体屈强比小、在奥氏体转变( Ac1 ) 温 度以下不易分解，有着良好的组织稳定性等优点，一 直是核电、压力容器用钢的发展重点，但强度不足限 制了其在该领域的应用． 近年来微合金化技术［2--3］ 有了很大发展，在钢中添加 Nb、V 和 Ti，与 C 和 N 形成碳化物或氮化物等第二相，强化作用显著，使得 这一问题的解决有了新的思路． Mo 具有高熔点、优 良的导电和导热性、良好的耐热疲劳性和抗蠕变性 能［4］，能提高 Nb( C，N) 在奥氏体中的固溶度，使大 量的 Nb 保持在固溶体中，以便在低温转变中弥散 析出，从而产生较高的沉淀强化效果． Mo 在钢中还 能增加碳化物的形核位置，使形成的碳化物更弥散， 更细小［5］． 我国 Ti 资源丰富，相对于 Nb 和 V，Ti 微 合金化技术具有更低的成本优势，因此 Ti 作为重要 的合金元素越来越受到人们的重视． 在 C--Mn 钢的 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2012.06.007