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第3期 马玉喜等：固溶时效后高氨奥氏体不锈钢的物理化学相分析 ·329 7Mn,二者研究的结果不但成分差别很大，而且都没 作用，即能相互提高彼此的固溶度，当氨含量提高 有对氨进行定量，本文通过相分析提取粉末的方法 到一定程度后，碳含量对析出物的类型没有影响. 得到高氨奥氏体不锈钢中的氨化物的结构组成式为 (Feo.051Cro.881Mno.056)2No.649,其成分为80Cr, 参考文献 6.1Fe,7.7Mn,7.8N;尽管这个结果为两种氨化物 的混合组成含量，但是由于混合物中C2N型氮化 [1]Speidel M O.Properties and Application of High-nitrogen Steels.London:Institute of Metals.1989:366 物含量较少，此结构组成式也能代表(CFe)zN1-x [2]Tomota Y.Xia Y,Inoue K.Mechanism of low temperature brit- 型氨化物的组成 tle fracture in high nitrogen bearing austenitie steels.Acta Mater,1998,46(5):1577 3结论 [3]Simmons J W.Overview:high nitrogen alloying of stainless (1)通过相分析，精确定出了不同碳、氮含量的 steels.Mater Sci Eng A,1996,207:159 [4]Lee T H.Oh C S.Lee C G,et al.Precipitation of ophase in 高氮奥氏体不锈钢在固溶时效后的析出相类型及结 high nitrogen austenitic 18Cr-18Mn-2Mo-0.9N stainless steel 构组成式，其中氮含量低的1#钢(0.56%N)以 during isothermal aging.Scripta Mater.2004.45:1325 M23C6型碳化物析出为主，结构组成式为 [5]Lee T H.Kim S J.Jung Y C.Crystallographic details of precipi- (Fe0.298Cr0.590Mn0.107Ni0.005)23(C0.864N0.136)6,随时 tates in Fe-22Cr-21Ni-6Mo-(N)superaustenitic stainless steels 效时间的延长伴随少量Cr2N型氮化物及(CFe)zN1-x aged at 900C.Metall Mater Trans A.2000.31A:1713 [6]Liu C F.Phase analysis of neotype Fe-Cr-Mo heat-resisting steel. 型氨化物析出；氨含量高的2#(0.94%N)和3#钢 Metall Anal,1995,15(4):15 (0.96%N)以(CrFe)zN1-,型氨化物析出为主，结 (卢翠芬.新型Fe-CrMo耐热钢的相分析.冶金分析，1995,15 构组成式分别为(Fe0.051Cr0.881Mno.066)zNo.649、 (4):15) (Fe0.04oCr0.90oMno.060)zN0.690,整个析出过程均伴随 [7]Ma Y X.Rong F.Lang Y P.et al.Study on precipitation in 1Cr22Mnl5N stainless steel//HNS-2006.Jiuhaigou.2006 有少量C2N型氨化物析出.给出了各析出相的点 [8]Ma Y X.Rong F,Lang Y P.et al.Study on precipitation in 阵常数值 high nitrogen containing austenitic stainless steel during isot hermal (2)同等时效条件下，碳化物颗粒的平均尺寸 aging at intermediate temperature.J Iron Steel Res Int,2007. 明显高于氮化物，并且碳化物的层片析出形貌杂乱 14(Suppl1),344 稀少，而氮化物的层片状析出则较为规则密集 [9]Uggowitzer P J.Magdowski R.Speidel M O.Nickel free high nitrogen austenitic steels.ISIJ Int,1996,36(7):901 (③)高氨奥氏体不锈钢中析出物的总量随时效 [10]Vanderschaeve F,Taillard R.Foct J.Discontinuous precipita- 时间的延长而增加，三种材料均有相似的变化规律. tion of CraN in a high nitrogen chromium manganese austenitic 碳、氮含量分别对氨化物和碳化物的析出具有抑制 stainless steel.J Mater Sci,1995,30:60357Mn二者研究的结果不但成分差别很大而且都没 有对氮进行定量．本文通过相分析提取粉末的方法 得到高氮奥氏体不锈钢中的氮化物的结构组成式为 （Fe0∙051 Cr0∙881 Mn0∙066）2N0∙649其 成 分 为 80Cr 6∙1Fe7∙7Mn7∙8N；尽管这个结果为两种氮化物 的混合组成含量但是由于混合物中 Cr2N 型氮化 物含量较少此结构组成式也能代表（CrFe）2N1－ x 型氮化物的组成． 3 结论 （1） 通过相分析精确定出了不同碳、氮含量的 高氮奥氏体不锈钢在固溶时效后的析出相类型及结 构组成式．其中氮含量低的1＃ 钢（0∙56％ N）以 M23C6 型 碳 化 物 析 出 为 主结 构 组 成 式 为 （Fe0∙298Cr0∙590Mn0∙107Ni0∙005）23（C0∙864N0∙136）6随 时 效时间的延长伴随少量 Cr2N 型氮化物及（CrFe）2N1－x 型氮化物析出；氮含量高的2＃（0∙94％ N）和3＃钢 （0∙96％ N）以（CrFe）2N1－ x 型氮化物析出为主结 构 组 成 式 分 别 为 （Fe0∙051Cr0∙881Mn0∙066）2N0∙649、 （Fe0∙040Cr0∙900Mn0∙060）2N0∙690整个析出过程均伴随 有少量 Cr2N 型氮化物析出．给出了各析出相的点 阵常数值． （2） 同等时效条件下碳化物颗粒的平均尺寸 明显高于氮化物并且碳化物的层片析出形貌杂乱 稀少而氮化物的层片状析出则较为规则密集． （3） 高氮奥氏体不锈钢中析出物的总量随时效 时间的延长而增加三种材料均有相似的变化规律． 碳、氮含量分别对氮化物和碳化物的析出具有抑制 作用即能相互提高彼此的固溶度．当氮含量提高 到一定程度后碳含量对析出物的类型没有影响． 参 考 文 献 ［1］ Speidel M O． Properties and Application of High-nitrogen Steels．London：Institute of Metals1989：366 ［2］ Tomota YXia YInoue K．Mechanism of low temperature brittle fracture in high nitrogen bearing austenitic steels． Acta Mater199846（5）：1577 ［3］ Simmons J W．Overview：high nitrogen alloying of stainless steels．Mater Sci Eng A1996207：159 ［4］ Lee T HOh C SLee C Get al．Precipitation of σ-phase in high-nitrogen austenitic 18Cr-18Mn-2Mo-0∙9N stainless steel during isothermal aging．Scripta Mater200445：1325 ［5］ Lee T HKim S JJung Y C．Crystallographic details of precipitates in Fe-22Cr-21N-i6Mo-（N） superaustenitic stainless steels aged at 900℃．Metall Mater T rans A200031A：1713 ［6］ Liu C F．Phase analysis of neotype Fe-Cr-Mo heat-resisting steel． Metall A nal199515（4）：15 （卢翠芬．新型 Fe-Cr-Mo 耐热钢的相分析．冶金分析199515 （4）：15） ［7］ Ma Y XRong FLang Y Pet al．Study on precipitation in 1Cr22Mn15N stainless steel∥ HNS-2006．Jiuzhaigou2006 ［8］ Ma Y XRong FLang Y Pet al．Study on precipitation in high nitrogen containing austenitic stainless steel during isothermal aging at intermediate temperature．J Iron Steel Res Int2007 14（Suppl1）344 ［9］ Uggowitzer P JMagdowski RSpeidel M O．Nickel free high nitrogen austenitic steels．ISIJ Int199636（7）：901 ［10］ Vanderschaeve FTaillard RFoct J．Discontinuous precipitation of Cr2N in a high nitrogen chromium manganese austenitic stainless steel．J Mater Sci199530：6035 第3期 马玉喜等： 固溶时效后高氮奥氏体不锈钢的物理化学相分析 ·329·