Vol.28 No.6 李闯等：低碳贝氏体钢中的时效析出行为 ·537。 同样地，/E减小，f变小导致： Pf点 a'<a, 为了解样品中发生的第二相沉淀析出过程和 I-exp(-at)<1-exp(-at). P,的关系，在2样品蠕变过程分别进行到90和 则e<e. 125s时（此时间略大于相应的P。值为121s),进 因而，蠕变曲线偏离原来的上升趋势，偏离点 行中间取样，相应的薄膜样品的透射电镜照片如 的时间对应于析出开始时间P,根据此结论可以 图6所示.由图可见在蠕变到90s时，样品中有 检测到沉淀发生的开始点.当析出过程进行时， 许多细小的圆球形析出物，其尺寸在10nm以上， △σ的效应继续增大，一直到析出过程基本结束 这是轧制过程中析出的碳氮化物颗粒.在125s样 时，△σ的数值达到最大.当进一步延长时间，时 品中，除了尺寸在10nm左右的颗粒，还有很多更 效过程进入了沉淀颗粒的粗化阶段，沉淀颗粒对 细小的颗粒，尺寸在2~3m左右，很显然这是时 位错的运动作用开始减弱并且作用越来越小，σ' 效过程中新析出的颗粒.因而可以认为由蠕变曲 随之增大f随E增加也增大，最终e'向e靠 线确定的P。值对应着开始有沉淀颗粒析出的时 拢大平台开始消失，蠕变曲线又恢复了原来的上 间. 升趋势，这时的时间基本上对应于析出的结束点 125nm 图62钢样品90s中间取样(a)和125s中间取样样品的透射电镜像(b) Fig 6 TEM graphs for 2 steel after 90s (a)and 120s creep (b)at 520 C 根据Sun W P?的结果，P点应该对应于时 值与相应温度下时效硬化曲线上的峰值时间几乎 效析出过程的粒子粗化过程的开始点，此时小粒 相同.可见由蠕变曲线测得的P:点对应于析出 子开始溶解大粒子则进一步粗化.应该说在P 过程的结束点. 点，样品时效过程中的粒子密度达到最大这时沉 淀粒子造成的硬化效应最大，因而在相应的时效 5结论 硬化曲线上这一点应对应于时效过程中硬度变化 (1)在蠕变过程中，样品中发生沉淀析出时， 曲线上的峰值位置.图7为1#钢在520℃和600 蠕变速率明显降低，蠕变曲线偏离原来的上升趋 ○时的P:值在相应的时效硬化曲线上的位置. 势，出现平台：沉淀析出结束时，进入沉淀析出颗 从图中可以看出，1#钢在520℃和600℃时的P: 粒的粗化阶段时，平台消失蠕变曲线又恢复原来 300事 290 的趋势. 280 (2)蠕变方法测得的两类钢的P:点与由传 270 量2测 统的硬度法测得的峰值时间p吻合得较好， 250 参考文献 240F ·520T 1]Krishnadev M R.Developmnent and Characterization of a New 230 o600T: 010 10 10 10 Family of Copper Containing HSLA Steels//HSLA Steels, 时倒s Technology and Applcations.OH.1984 129 [2 Mikalac S J.Vassilamos M C.Strength and toughress response to aging in a high Cu HSLA-100 sted /HSLA Steels 91. 图7P,值在相应的时效硬化曲线上的位置 TMS.1991:331 Fig 7 Aging hardness curves for two steels and P [3 Hw ang G C.Lee S.Yoo J Y.et al.Effect of direct quenching同样地, σ/ E 减小, f 变小导致: α′<α, 1 -ex p( -α′t) <1 -ex p( -αt ) . 则 ε′<ε. 因而, 蠕变曲线偏离原来的上升趋势, 偏离点 的时间对应于析出开始时间 P s, 根据此结论可以 检测到沉淀发生的开始点 .当析出过程进行时, Δσ的效应继续增大, 一直到析出过程基本结束 时, Δσ的数值达到最大.当进一步延长时间, 时 效过程进入了沉淀颗粒的粗化阶段, 沉淀颗粒对 位错的运动作用开始减弱并且作用越来越小, σ′ 随之增大, f 随 σ/ E 增加也增大, 最终 ε′向 ε靠 拢, 大平台开始消失, 蠕变曲线又恢复了原来的上 升趋势, 这时的时间基本上对应于析出的结束点 P f 点. 为了解样品中发生的第二相沉淀析出过程和 P s 的关系, 在 2 #样品蠕变过程分别进行到 90 和 125 s 时(此时间略大于相应的 Ps 值为121 s), 进 行中间取样, 相应的薄膜样品的透射电镜照片如 图 6 所示.由图可见, 在蠕变到 90 s 时, 样品中有 许多细小的圆球形析出物, 其尺寸在10 nm以上, 这是轧制过程中析出的碳氮化物颗粒.在125 s样 品中, 除了尺寸在 10 nm 左右的颗粒, 还有很多更 细小的颗粒, 尺寸在 2 ～ 3 nm 左右, 很显然这是时 效过程中新析出的颗粒.因而可以认为由蠕变曲 线确定的 Ps 值对应着开始有沉淀颗粒析出的时 间. 图 6 2 #钢样品 90 s中间取样( a) 和 125 s 中间取样样品的透射电镜像( b) Fig.6 TEM graphs for 2 #steel after 90 s ( a) and 120 s creep (b) at 520 ℃ 图 7 P f 值在相应的时效硬化曲线上的位置 Fig.7 Aging hardness curves for two steels and Pf 根据 Sun W P [ 7] 的结果, Pf 点应该对应于时 效析出过程的粒子粗化过程的开始点, 此时小粒 子开始溶解, 大粒子则进一步粗化 .应该说, 在 Pf 点, 样品时效过程中的粒子密度达到最大, 这时沉 淀粒子造成的硬化效应最大, 因而在相应的时效 硬化曲线上这一点应对应于时效过程中硬度变化 曲线上的峰值位置.图 7 为 1 #钢在 520 ℃和 600 ℃时的 P f 值在相应的时效硬化曲线上的位置. 从图中可以看出, 1 #钢在 520 ℃和 600 ℃时的 Pf 值与相应温度下时效硬化曲线上的峰值时间几乎 相同.可见由蠕变曲线测得的 P f 点对应于析出 过程的结束点 . 5 结论 ( 1) 在蠕变过程中, 样品中发生沉淀析出时, 蠕变速率明显降低, 蠕变曲线偏离原来的上升趋 势, 出现平台;沉淀析出结束时, 进入沉淀析出颗 粒的粗化阶段时, 平台消失, 蠕变曲线又恢复原来 的趋势. (2) 蠕变方法测得的两类钢的 P f 点与由传 统的硬度法测得的峰值时间 t p 吻合得较好. 参 考 文 献 [ 1] Krishnadev M R.Development and Characterization of a New Family of Copper Containing HS LA Steels ∥HS LA S teels, Technology and Applications.OH, 1984:129 [ 2] Mikalac S J, Vassilaros M G .Strength and toughness response to aging in a high Cu HSLA-100 st eel ∥ HS LA St eels' 91. TMS, 1991:331 [ 3] Hw ang G C, Lee S, Yoo J Y, et al.Eff ect of direct quenching Vol.28 No.6 李闯等:低碳贝氏体钢中的时效析出行为 · 537 ·