·886· 工程科学学报.第41卷，第7期 (a 1.6 Nb 2.8 1 2.1 Nb % Nb 0.4 0.7 Cu Nb Cu 048121620242832 048121620242832 能量keV 能量keV c d 2.1-C 1.6 1.5 Nb y1.2 1.0 0.8 0.5 Nb 0.4 u Cu 24m 4 8121620242832 4 8121620242832 能量keV 能量keV 图4试验钢透射电镜和能谱分析 Fig.4 TEM images and corresponding EDS results of carbide precipitates in experimental steels a b 2μm 24m 2 um 2 um 2" 图5试验钢在不同温度下的扫描电镜照片.(a)600℃：(b)700℃：(c)800℃：(d)900℃：(e)1000℃：(f)1100℃ Fig.5 SEM images of carbide precipitates in experimental steels held at different temperatures:(a)600℃：(b)700℃；(c)8O0℃；(d)900℃； (e)1000℃：(f)1100℃ 加热回溶温度的升高，铁素体基体中NbC逐渐回 的最大尺寸达到亚微米级，明显高于奥氏体中的析 溶，数量随之减少.在600、700和800℃时，由于 出颗粒尺寸.在分析不同再加热温度对NbC固溶量 NbC的固溶度积相近，固溶度非常低，因而NbC的 影响时，发现在不同温度下，析出的NbC存在着尺 析出总量基本相同，但是随着温度的升高，NbC的数 寸上的差异.这是由于NbC的析出分为形核、长大 量减少，其尺寸增加.当回溶温度大于800℃时，由 和熟化三个阶段.NbC形核后，马上开始长大，晶核 图5(d)和(e)可见，在900和1000℃，此时随着温 长大过程持续至相转变量达到平衡，这一过程属于 度的升高NbC的固溶度积增大，大部分的Nb已经 相变过程，相变自由能为这一过程的驱动能.相变 固溶到铁素体基体中，因而其数量明显少于800℃ 完成后NbC新相的长大过程属于Ostwald熟化过 时，在图中只能看到少量的NC.当温度达到1100 程，即析出相的粗化，驱动力主要为界面能.对于 ℃时，由于NbC的固溶度积很大，造成大部分的 NbC在固态中的析出长大过程，主要是依靠溶质原 NbC回溶到铁素体基体中，因而只能看到极少量的 子Nb和C的长程扩散.并且Nb在铁素体中的扩 NbC析出 散系数远小于C在铁素体中的扩散系数，因而NbC 从图4和图5的照片中还可以看出，当钢中的 的析出过程主要受溶质原子Nb的扩散速率控制. A1质量分数为4%时，试样的基体组织从高温到室 通过Thermo-Calc计算得到对应成分的C和 温始终是高温的δ铁素体.这时钢中NC析出颗粒 Nb在铁素体中的扩散系数，如图6所示.由图可工程科学学报,第 41 卷,第 7 期 图 4 试验钢透射电镜和能谱分析 Fig. 4 TEM images and corresponding EDS results of carbide precipitates in experimental steels 图 5 试验钢在不同温度下的扫描电镜照片. (a)600 益 ; (b)700 益 ; (c)800 益 ; (d)900 益 ; (e)1000 益 ; (f)1100 益 Fig. 5 SEM images of carbide precipitates in experimental steels held at different temperatures: (a) 600 益 ; (b) 700 益 ; (c) 800 益 ; (d) 900 益 ; (e) 1000 益 ; (f) 1100 益 加热回溶温度的升高,铁素体基体中 NbC 逐渐回 溶,数量随之减少. 在 600、700 和 800 益 时,由于 NbC 的固溶度积相近,固溶度非常低,因而 NbC 的 析出总量基本相同,但是随着温度的升高,NbC 的数 量减少,其尺寸增加. 当回溶温度大于 800 益 时,由 图 5(d)和(e)可见,在 900 和 1000 益 ,此时随着温 度的升高 NbC 的固溶度积增大,大部分的 Nb 已经 固溶到铁素体基体中,因而其数量明显少于 800 益 时,在图中只能看到少量的 NbC. 当温度达到 1100 益时,由于 NbC 的固溶度积很大,造成大部分的 NbC 回溶到铁素体基体中,因而只能看到极少量的 NbC 析出. 从图 4 和图 5 的照片中还可以看出,当钢中的 Al 质量分数为 4% 时,试样的基体组织从高温到室 温始终是高温的 啄 铁素体. 这时钢中 NbC 析出颗粒 的最大尺寸达到亚微米级,明显高于奥氏体中的析 出颗粒尺寸. 在分析不同再加热温度对 NbC 固溶量 影响时,发现在不同温度下,析出的 NbC 存在着尺 寸上的差异. 这是由于 NbC 的析出分为形核、长大 和熟化三个阶段. NbC 形核后,马上开始长大,晶核 长大过程持续至相转变量达到平衡,这一过程属于 相变过程,相变自由能为这一过程的驱动能. 相变 完成后 NbC 新相的长大过程属于 Ostwald 熟化过 程,即析出相的粗化,驱动力主要为界面能. 对于 NbC 在固态中的析出长大过程,主要是依靠溶质原 子 Nb 和 C 的长程扩散. 并且 Nb 在铁素体中的扩 散系数远小于 C 在铁素体中的扩散系数,因而 NbC 的析出过程主要受溶质原子 Nb 的扩散速率控制. 通过 Thermo鄄鄄 Calc 计算得到对应成分的 C 和 Nb 在铁素体中的扩散系数,如图 6 所示. 由图可 ·886·