第6期 段修刚等：铁素体基TiMo微合金钢超细碳化物析出规律 ·647· 最大，两种钢粒子尺寸绝大多数都在10nm以下，96%，2"钢尺寸10nm以下粒子所占比例为 其中，1"钢中尺寸10nm以下粒子所占比例为 94.6%,即绝大多数的粒子为超细碳化物. (a) 4 魁30 20 1234567891011121314151617181920 23456789101112145167181928 粒子直径m 粒子直径加m 图5不同Ti含量钢微合金钢粒子尺寸分布.(a)0.072%Ti:(b)0.092%Ti Fig.5 Particles size distributions of the micro-alloy steel with different Ti contents:(a)0.072%Ti;(b)0.092%Ti 180 180 160 160 140 120 120 100 100 80 80 60 60 0 40 20 1-5 6-10 11-20 1w5 6-10 11-20 粒子直径加m 粒子直径nm 图6不同i含量微合金钢粒子分布区间.(a)0.072%T:(b)0.092%Ti Fig.6 Particle size distribution areas of the micro-alloy steel with different Ti contents:(a)0.072%Ti:(b)0.092%Ti 2.4析出相成分 相间析出及相变后铁素体晶内析出的.较大颗粒中 图7是1"钢经工艺1后萃取复型的透射电镜 不含Mo,随着粒子尺寸的减小，小颗粒析出相中Mo (TEM)形貌及能谱(EDS)分析图.图7(a)是尺寸 所占的比重增大 约50nm粒子的形貌和能谱（其中Cu是萃取过程中 3分析讨论 用的铜网造成)，图7(b)是尺寸约20nm粒子的形 貌及能谱图，图7(c)是直径小于10nm的粒子的形 3.1相间析出 貌及能谱图. 根据文献0]所提供的碳氮化物的固溶度公 由图7可知，不同尺寸的粒子中Mo所占比重 式可知，微合金碳氮化物在奥氏体中的固溶度几乎 并不相同.直径约50nm的粒子中不含Mo,成分是 比铁素体中高两个数量级，即微合金碳氮化物在奥 TiC:直径约20nm的粒子是Ti和Mo的碳化物，其 氏体中的溶解度要远高于在铁素体中的溶解度.随 中Mo的原子分数约33.75%；直径小于10nm的粒 着温度的降低，当钢中的基体发生y→α相变时，微 子也是Ti和Mo的碳化物，但中Mo的原子分数约 合金碳氮化物在基体中的固溶度跳跃性减小，化学 为43.87%，比前者高.可以认为，较大颗粒(50nm) 驱动力也将大大增加.同时，y/α之间的相界面提 的碳化物是形变诱导析出的，小颗粒(<20nm)则是 供了良好的析出条件，微合金碳氮化物将在y/α相第 6 期 段修刚等: 铁素体基 Ti--Mo 微合金钢超细碳化物析出规律 最大，两种钢粒子尺寸绝大多数都在 10 nm 以下， 其中，1# 钢 中 尺 寸 10 nm 以下粒子所占比例为 96% ，2# 钢 尺 寸 10 nm 以下粒子所占比例为 94. 6% ，即绝大多数的粒子为超细碳化物． 图 5 不同 Ti 含量钢微合金钢粒子尺寸分布． ( a) 0. 072% Ti; ( b) 0. 092% Ti Fig． 5 Particles size distributions of the micro-alloy steel with different Ti contents: ( a) 0. 072% Ti; ( b) 0. 092% Ti 图 6 不同 Ti 含量微合金钢粒子分布区间． ( a) 0. 072% Ti; ( b) 0. 092% Ti Fig． 6 Particle size distribution areas of the micro-alloy steel with different Ti contents: ( a) 0. 072% Ti; ( b) 0. 092% Ti 2. 4 析出相成分 图 7 是 1# 钢经工艺 1 后萃取复型的透射电镜 ( TEM) 形貌及能谱( EDS) 分析图． 图 7( a) 是尺寸 约 50 nm 粒子的形貌和能谱( 其中 Cu 是萃取过程中 用的铜网造成) ，图 7( b) 是尺寸约 20 nm 粒子的形 貌及能谱图，图 7( c) 是直径小于 10 nm 的粒子的形 貌及能谱图． 由图 7 可知，不同尺寸的粒子中 Mo 所占比重 并不相同． 直径约 50 nm 的粒子中不含 Mo，成分是 TiC; 直径约 20 nm 的粒子是 Ti 和 Mo 的碳化物，其 中 Mo 的原子分数约 33. 75% ; 直径小于 10 nm 的粒 子也是 Ti 和 Mo 的碳化物，但中 Mo 的原子分数约 为 43. 87% ，比前者高． 可以认为，较大颗粒( 50 nm) 的碳化物是形变诱导析出的，小颗粒( ＜ 20 nm) 则是 相间析出及相变后铁素体晶内析出的． 较大颗粒中 不含 Mo，随着粒子尺寸的减小，小颗粒析出相中 Mo 所占的比重增大． 3 分析讨论 3. 1 相间析出 根据文献［10］所提供的碳氮化物的固溶度公 式可知，微合金碳氮化物在奥氏体中的固溶度几乎 比铁素体中高两个数量级，即微合金碳氮化物在奥 氏体中的溶解度要远高于在铁素体中的溶解度． 随 着温度的降低，当钢中的基体发生 γ→α 相变时，微 合金碳氮化物在基体中的固溶度跳跃性减小，化学 驱动力也将大大增加． 同时，γ /α 之间的相界面提 供了良好的析出条件，微合金碳氮化物将在 γ /α 相 ·647·