·1032· 北京科技大学学报 第34卷 邻板条束之间以及晶区间的界面大都是大角度晶 原始奥氏体晶界 界.从图6(b)、(d)可以看出，850℃淬火+500℃ 回火工艺处理的实验钢品粒较细，大角晶界显著增 多，从断裂角度分析，小角晶界对裂纹扩展的阻力较 晶区晶界 小，大角晶界与原奥氏体晶界类似，对裂纹扩展起阻 品区 板条束晶界 碍作用.图7为实验钢在850℃淬火+500℃回火 板条束 板条束品界 与870℃淬火+500℃回火两种热处理工艺下的透 射电镜(TEM)照片.可见板条状形貌非常明显，高 板条束晶界 度发达的位错相互缠结在一起，因此使钢的强度水 板条束晶界 平升高.由图可以看出：850℃淬火+500℃回火的 实验钢的板条束宽度大约为100nm左右，长度较短 并且板条相互交割，很好地阻碍裂纹扩张，有利于提 高钢的力学性能：870℃淬火+500℃回火处理后的 板条束宽带稍微有些粗化，但可以明显看出后者的 图5马氏体显微组织层次 板条束长度更长 Fig.5 Microstructural hierarchy of the martensite structure 3.2析出物分析 式中，D。为常数，Q为激活能，k为波尔兹曼常数，T 为了进一步分析实验钢的强化机理，对调质后 为淬火加热温度. 的实验钢进行了析出物的观察，发现两种工艺下析 通过对两种工艺下实验钢的电子背散射衍射 出物的形态和大小没有太大差别，大体可以分为三 (EBSD)分析表明（如图6(a)、(c)),850℃淬火+ 种类型，即方形、圆形和复合形，如图8中()、() 500℃回火后的晶区尺寸明显小于870℃淬火+500℃ 和()， 回火处理后的晶区尺寸，这对于钢性能的提高十分 方形尺寸较大，约150~200nm,如图8所示. 有利.一般而言，板条界面大多为小角度晶界，而相 对该方形析出物进行能谱分析得知（图9(a)),这 a d 20m 图6实验钢品粒取向、品界分布图.(a),(b)850℃淬火+500℃回火：(c),(d)870℃淬火+500℃回火 Fig.6 Orientation and grain boundary distribution maps of the tested steel:(a),(b)quenched at 850C and tempered at 500C:(c),(d) quenched at870℃and tempered at500℃北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 图 5 马氏体显微组织层次 Fig． 5 Microstructural hierarchy of the martensite structure 式中，D0为常数，Q 为激活能，k 为波尔兹曼常数，T 为淬火加热温度． 图 6 实验钢晶粒取向、晶界分布图 . ( a) ，( b) 850 ℃淬火 + 500 ℃回火; ( c) ，( d) 870 ℃淬火 + 500 ℃回火 Fig． 6 Orientation and grain boundary distribution maps of the tested steel: ( a) ，( b) quenched at 850 ℃ and tempered at 500 ℃ ; ( c) ，( d) quenched at 870 ℃ and tempered at 500 ℃ 通过对两种工艺下实验钢的电子背散射衍射 ( EBSD) 分析表明 ( 如图 6( a) 、( c) ) ，850 ℃ 淬火 + 500 ℃回火后的晶区尺寸明显小于 870 ℃淬火 +500 ℃ 回火处理后的晶区尺寸，这对于钢性能的提高十分 有利． 一般而言，板条界面大多为小角度晶界，而相 邻板条束之间以及晶区间的界面大都是大角度晶 界． 从图 6( b) 、( d) 可以看出，850 ℃ 淬火 + 500 ℃ 回火工艺处理的实验钢晶粒较细，大角晶界显著增 多，从断裂角度分析，小角晶界对裂纹扩展的阻力较 小，大角晶界与原奥氏体晶界类似，对裂纹扩展起阻 碍作用． 图 7 为实验钢在 850 ℃ 淬火 + 500 ℃ 回火 与 870 ℃淬火 + 500 ℃ 回火两种热处理工艺下的透 射电镜( TEM) 照片． 可见板条状形貌非常明显，高 度发达的位错相互缠结在一起，因此使钢的强度水 平升高． 由图可以看出: 850 ℃ 淬火 + 500 ℃ 回火的 实验钢的板条束宽度大约为 100 nm 左右，长度较短 并且板条相互交割，很好地阻碍裂纹扩张，有利于提 高钢的力学性能; 870 ℃淬火 + 500 ℃ 回火处理后的 板条束宽带稍微有些粗化，但可以明显看出后者的 板条束长度更长． 3. 2 析出物分析 为了进一步分析实验钢的强化机理，对调质后 的实验钢进行了析出物的观察，发现两种工艺下析 出物的形态和大小没有太大差别，大体可以分为三 种类型，即方形、圆形和复合形，如图 8 中( i) 、( ii) 和( iii) ． 方形尺寸较大，约 150 ～ 200 nm，如图 8 所示． 对该方形析出物进行能谱分析得知( 图 9 ( a) ) ，这 ·1032·