·550 北京科技大学学报 1999年第6期 图6给出了热轧钢板经840℃21,23和30s (图).而未经固溶处理，即未再结晶的热轧板 退火的组织.可以看出热轧板在10-20s退火时 钢在450℃时效时则在10's出现了过时效现象 开始再结晶，30s后初次再结晶基本结束，组织 (图2).这说明变形基体的高缺陷密度可以为析 为等轴的铁素体晶粒， 出行为提供更多的析出位置，因而不仅可以加 快析出的完成，而且也有利于使析出更加弥散 细小， 对铜在F钢和船舶用结构钢中析出研 究的结果表明：铜在钢中以6Cu的形式析出，通 常析出的e-Cu粒子与基体a-Fe相保持一定的晶 体学取向关系.析出物尺寸极为细小，在长时间 (100h)时效后，其尺寸不大于100nm,一般为 00 um 几10nm,当钢中含铜量大于1%时，粒子以极为 弥散的形式分布，粒子间的距高约可达到 0.2-0.8m四.实验钢含铜量为1.65%，若直径为 40-80m的铜析出物以球状均匀分布于钢中， 则粒子平均间距为0.13026m.能显着阻碍位 错的运动，提高变形抗力，进而大幅度提高钢材 的强度水平，由钢的成分分析可以看出其杂质 含量低于传统的结构钢.铜析出相除了可以鼻 化钢的基体以外其自身还应该有较好的搬性， 这些都使得实验钢在具备高强度的同时仍能够 保持高塑性， 实验热轧钢基本保持着变形组织图4《©)，在 650℃以下长时间时效首先发生铜的析出行为， 而不发生再结晶.当温度高于铜的析出温度时 100 um 再结晶过程才能够出现（图5）.这表明&C析出 的驱动力高于热轧板再结晶的驱动力，因此实 图6实验钢板840℃返火组织()214b)23和(c)30s 验热轧钢板的析出过程优先于再结晶，同时析 出的：-Cu粒子也会钉扎晶界而进一步阻碍再结 3讨论 晶的进行.如果在热轧冷却过程中适当控制冷 含铜高纯净钢铜的析出会导致时效强化 却速度可以使锅到达铜的析出温度之前发生再 较高的时效温度会加快铜在钢中的扩散，从而 结晶，并在随后的冷却过程中析出强化粒子，进 加快时效过程和时效峰的出现（图1,2）.同时， 而可使钢的塑性得到进一步提高.同时，这种热 高时效温度使制在基体中的过饱和程度降低， 轧控制冷却的工艺路线可以成为发展新型高强 从而使时效析出量和相应的峰值强度降低 韧非调质钢的模式， (图2).可以看到，铜不仅可以在相当宽的温度 铜单一合金化高纯净钢通过铜的析出大幅 范围内时效析出并使热轧钢得到强化，而且可 度提高了钢的强度，以高纯净的基体和εCu相 以在保持高塑性的条件下得到600MPa以上的 的良好塑性保证了钢的高塑性，因而有利于提 强化水平，含铜高纯净钢较宽的时效硬化温度 高钢材的使用寿命.铜合金化还会明显提高钢 范围对发展相关工程材料，以及为相关的热处 材的抗腐蚀性能.由于钢中只存在单一合金 理、热机械处理和力学性能调整提供了较为宽 元素，大大简化了钢的成分，便于简化冶金生产 松的前提。 工艺，有利于节约合金资源和钢材的回收与再 经固溶处理的热轧钢已经发生了再结晶 利用.可以设想，作为新型结构用钢，铜单一合 随后在450℃时效时长时问未观察到过时效 金化高纯净钢可广泛用于船舶制造、桥梁和建