孙彦辉等：连铸二冷区温度波动下的第二相粒子析出行为 ·95 ℃，随温度降低，析出量逐渐增加，400℃时，该相析出 A1#3为Nb、Ti复合的碳化物，且相中的Ti/Nb元素质 摩尔分数约为0.07%.700~800℃内析出量有一个突 量比约为1/4.低于800℃时，析出相中的Ti所占质量 变，摩尔分数增加，是因为此温度区间属于相变区间， 分数增加，T/Nb元素质量比升高，这是由于此时固溶 受到溶质偏析影响.图9(b)为FCCA13相中各元素 N含量处于很低水平，FCC_A15相析出量减少，相对 的质量分数，由图可以看出相中主要包含Nb、T、C三 Ti的固溶量增加，导致FCC_A1#3相中T质量分数 种元素，且相中C的比例保持不变，占14%左右.FCC 增加. 1.0 滋 0.9 0.8 0.7 Nh C:A1#3 0.6 4 0.5 3上 04 2 03 0.2 0.1 600 8001000 1200 1400 600 700800900100011001200 温度： 温度 图9Fcc_A13相析出摩尔分数(a)和各元素的质量分数(b)随温度的变化 Fig.9 Mole fraction (a)and element mass fraction (b)of Fec_Al#3 phasewith temperatures 参 考文献 3结论 0] Yong QL Secondary Phases in the Steel Material.Beijing:Metal- (1)温度在1050℃以上时，由温度波动引起的析 lurgical Industry Press,2006 出物尺寸的变化明显，热波动幅度越大，析出物粒子尺 (雍岐龙.钢铁材料中的第二相.北京：冶金工业出版社，2006) 寸越小，差距明显.随着温度的下降，温度波动引起的 2] Qi L,Zhao ZZ,Zhao A M,et al.Effect of niobium on second 尺寸上的差距越来越小，950℃以下，不同热循环模式 phase precipitation and auetenite grain growth behavior in high- grade pipeline steel.Univ Sci Technol Beijing,2013,35():304 下的析出物尺寸趋向一致，为30~50nm. (齐亮，赵征志，赵爱民，等。铌对高钢级管线钢中第二相析 (2)随着温度的降低，析出物数量逐渐增加，高温 出与奥氏体晶粒长大行为的影响.北京科技大学学报，2013， 时无明显差异，仅可观察到少量尺寸较大，规则立方体 35(3):304) 的TiN;△T=75℃的试样在1050℃左右析出物数量开 B] Wang X H,Li X Y,Lii W J,et al.Carbide and nitride precipita- 始明显增加，为30.3μm2,△T=25℃的试样在950℃ tion and hot ductility of continuous cast steel slabs containing Nb, 析出物数量才明显增加，800℃时，不同热循环模式下 V,Ti.Journal of Iron and Steel Research,1998,10(6):32 的析出物数量差距很大，△T=75℃的试样析出物高达 (王新华，李新字，吕文景，等.含、VT钢连铸坯中碳、氮化物 的析出及钢的高温塑性.钢铁研究学报，1998,10(6)：32) 416um2. 4 Andersson J O,Guillermet A F,Hillert M.A compound-energy (3)通过热力学计算可以看出，在1500℃时TiN model of ordering in a phase with sites of different coordination 析出，TN逐渐向Ti(C,N)转变.1127℃左右时，(Nb, numbers.Acta Metall,1986,34(3)437 T)C开始析出，此时，溶解N全部与Ti结合，此相中 [5]Lu Z S,Wang F M,Zhang B,et al.Hot ductility and carbonitride Nb和Ti的质量比约为4：1. precipitation of continuous cast 36Mn2V steel slabs at different (4)随着试样拉断温度的降低，析出物尺寸逐渐 cooling rates.Transa Mater Heat Treat,2011,32(8):118 (卢忠山，王福明，张博，等.不同冷速下36M2V钢坯高温 减小，数量逐渐增多，大量析出物弥散析出，特别是如 塑性及碳氮化物的析出.材料热处理学报，2011,32(8)： 果存在亚结构时，位错以及亚晶界为析出提供有效形 118) 核质点，析出物沿着晶界析出，大大降低了晶界的结合 [6]Mintz B.The influence of composition on the hot ductility of steels 力.析出物类型从TiN向(Nb,T)(C,N)转变 and the problem of transverse cracking./S//Int,1999,39(9):833孙彦辉等: 连铸二冷区温度波动下的第二相粒子析出行为 ℃，随温度降低，析出量逐渐增加，400 ℃ 时，该相析出 摩尔分数约为 0. 07% ． 700 ～ 800 ℃内析出量有一个突 变，摩尔分数增加，是因为此温度区间属于相变区间， 受到溶质偏析影响． 图 9( b) 为 FCC_A1#3 相中各元素 的质量分数，由图可以看出相中主要包含 Nb、Ti、C 三 种元素，且相中 C 的比例保持不变，占 14% 左右． FCC_ A1#3 为 Nb、Ti 复合的碳化物，且相中的 Ti /Nb 元素质 量比约为 1 /4． 低于 800 ℃时，析出相中的 Ti 所占质量 分数增加，Ti /Nb 元素质量比升高，这是由于此时固溶 N 含量处于很低水平，FCC_A1#5 相析出量减少，相对 Ti 的固溶量增加，导致 FCC _A1 #3 相中 Ti 质量分数 增加． 图 9 Fcc_A1#3 相析出摩尔分数( a) 和各元素的质量分数( b) 随温度的变化 Fig． 9 Mole fraction ( a) and element mass fraction ( b) of Fcc_A1#3 phasewith temperatures 3 结论 ( 1) 温度在 1050 ℃ 以上时，由温度波动引起的析 出物尺寸的变化明显，热波动幅度越大，析出物粒子尺 寸越小，差距明显． 随着温度的下降，温度波动引起的 尺寸上的差距越来越小，950 ℃ 以下，不同热循环模式 下的析出物尺寸趋向一致，为 30 ～ 50 nm． ( 2) 随着温度的降低，析出物数量逐渐增加，高温 时无明显差异，仅可观察到少量尺寸较大，规则立方体 的 TiN; ΔT = 75 ℃的试样在 1050 ℃左右析出物数量开 始明显增加，为 30. 3 μm － 2，ΔT = 25 ℃ 的试样在 950 ℃ 析出物数量才明显增加，800 ℃ 时，不同热循环模式下 的析出物数量差距很大，ΔT = 75 ℃的试样析出物高达 416 μm － 2 ． ( 3) 通过热力学计算可以看出，在 1500 ℃ 时 TiN 析出，TiN 逐渐向 Ti( C，N) 转变． 1127 ℃左右时，( Nb， Ti) C 开始析出，此时，溶解 N 全部与 Ti 结合，此相中 Nb 和 Ti 的质量比约为 4∶ 1． ( 4) 随着试样拉断温度的降低，析出物尺寸逐渐 减小，数量逐渐增多，大量析出物弥散析出，特别是如 果存在亚结构时，位错以及亚晶界为析出提供有效形 核质点，析出物沿着晶界析出，大大降低了晶界的结合 力． 析出物类型从 TiN 向( Nb，Ti) ( C，N) 转变． 参 考 文 献 ［1］ Yong Q L． Secondary Phases in the Steel Material． Beijing: Metal￾lurgical Industry Press，2006 ( 雍岐龙． 钢铁材料中的第二相． 北京: 冶金工业出版社，2006) ［2］ Qi L，Zhao Z Z，Zhao A M，et al． Effect of niobium on second phase precipitation and auetenite grain growth behavior in high￾grade pipeline steel． J Univ Sci Technol Beijing，2013，35( 3) : 304 ( 齐亮，赵征志，赵爱民，等． 铌对高钢级管线钢中第二相析 出与奥氏体晶粒长大行为的影响． 北京科技大学学报，2013， 35( 3) : 304) ［3］ Wang X H，Li X Y，Lü W J，et al． Carbide and nitride precipita￾tion and hot ductility of continuous cast steel slabs containing Nb， V，Ti． Journal of Iron and Steel Ｒesearch，1998，10( 6) : 32 ( 王新华，李新宇，吕文景，等． 含Nb、V、Ti 钢连铸坯中碳、氮化物 的析出及钢的高温塑性． 钢铁研究学报，1998，10( 6) : 32) ［4］ Andersson J O，Guillermet A F，Hillert M． A compound-energy model of ordering in a phase with sites of different coordination numbers． Acta Metall，1986，34( 3) : 437 ［5］ Lu Z S，Wang F M，Zhang B，et al． Hot ductility and carbonitride precipitation of continuous cast 36Mn2V steel slabs at different cooling rates． Transa Mater Heat Treat，2011，32( 8) : 118 ( 卢忠山，王福明，张博，等． 不同冷速下 36Mn2V 钢坯高温 塑性及碳氮化物的析出． 材料热处理学 报，2011，32 ( 8) : 118) ［6］ Mintz B． The influence of composition on the hot ductility of steels and the problem of transverse cracking． ISIJ Int，1999，39( 9) : 833 · 59 ·