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.986 北京科技大学学报 第31卷 镜下对未回火试样和在600℃时的回火试样中的析 常数比较接近，且因钢中存在的Nb(C,N)和Ti(C, 出物进行了分析，析出粒子的形貌、能谱及衍射斑如 N)粒子在整个固态范围内均可以完全互溶，故图 图3所示.虽然回火前后试样中析出粒子尺寸都在 3(a)中箭头所指粒子可认为是复合析出粒子(Nb, 十几纳米至几十纳米甚至上百纳米不等，但回火前 Ti)(N,C). 析出粒子的尺寸主要为20~50nm,如图3(a)所示. 试样经600℃、保温1h热处理后，析出粒子比 图3(a)中箭头所指粒子的能谱和衍射花样如图 未回火时更多且更弥散，如图3(d)所示；除原有尺 3(b)和(c)所示，图3(b)中能谱显示析出粒子主要 寸较大的粒子外，还出现了大量的尺寸在20nm以 是Nb和Ti的碳氨化物析出粒子，且以Ti的析出为 下的粒子，如图3(e)中箭头所示；图3(f)能谱显示 主，图3(c)中衍射花样证明该粒子为典型的面心立 小尺寸粒子虽也是Nb、Ti的复合析出粒子 方结构，因Nb(C,N)和Ti(C,N)在室温下的晶格 (Nb,Ti)(C,N),但明显是以Nb的析出为主. (a) 100c (b) (c) 80 Cu 20 Cu 50 nm 2 6 1012 川 能量keV (c) (f) 100 60 40F W 20 Nb 200nm 50 nm 12 16 能量kcV 图3回火前后试样中的析出物形貌、能谱和衍射斑.(a)回火前形貌：(b)回火前能谱：()回火前衍射斑：(d),(e)6O0℃回火后粒子形貌： ()600℃回火后粒子能谱 Fig.3 TEM images,energy spectra and diffraction pattern of the precipitates:(a)particle morphology asrolled:(b)energy spectrum of particles as-rolled:(c)diffraction pattern of particles as rolled:(d).(e)particle morphology after tempering at 600C:(f)energy spectrum of particles af- ter tempering at600℃ 3分析与讨论 变形行为更加协调，在一定程度上也对屈服强度的 升高有所贡献，且这种协调性对伸长率的提高也有 在回火过程中最主要的变化就是大块M/A岛 一定的积极影响，但这种影响对M/A组织的分解 的分解和大量更加细小弥散的粒子析出，而硼和大 程度的依赖性较大，因此在650℃以下温度回火时， 量增加淬透性的元素的加入以及轧后的快速冷却使 伸长率升高不明显，进一步提高回火温度（如650℃ 得M/A组织中的马氏体含量占绝对优势，因此在 和700℃)，软化作用则比较明显，这种软化主要是 回火过程中作为强硬相的M/A岛的大量分解必然 由于一部分位错消失和显微组织的演变造成的，贝 导致抗拉强度的降低，回火后，除原有析出粒子外， 氏体和马氏体的复相组织是一种非平衡组织，在回 大量尺寸在20nm以下的(Nb,Ti)(C,N)粒子的弥 火过程中必然有着向平衡组织转变的趋势，这种转 散析出是导致屈服强度上升的主要原因，而M/A 变是以回复、再结晶方式进行的，即以位错的消失、 岛状组织的分解使得基体和硬质相在外力作用下的 复合和重组等过程为前提句)].消失的部分位错是镜下对未回火试样和在600℃时的回火试样中的析 出物进行了分析析出粒子的形貌、能谱及衍射斑如 图3所示．虽然回火前后试样中析出粒子尺寸都在 十几纳米至几十纳米甚至上百纳米不等但回火前 析出粒子的尺寸主要为20～50nm如图3（a）所示． 图3（a）中箭头所指粒子的能谱和衍射花样如图 3（b）和（c）所示．图3（b）中能谱显示析出粒子主要 是 Nb 和 Ti 的碳氮化物析出粒子且以 Ti 的析出为 主图3（c）中衍射花样证明该粒子为典型的面心立 方结构因 Nb（CN）和 Ti（CN） 在室温下的晶格 常数比较接近且因钢中存在的 Nb（CN）和 Ti（C N）粒子在整个固态范围内均可以完全互溶故图 3（a）中箭头所指粒子可认为是复合析出粒子（Nb Ti）（NC）． 试样经600℃、保温1h 热处理后析出粒子比 未回火时更多且更弥散如图3（d）所示；除原有尺 寸较大的粒子外还出现了大量的尺寸在20nm 以 下的粒子如图3（e）中箭头所示；图3（f）能谱显示 小尺 寸 粒 子 虽 也 是 Nb、Ti 的 复 合 析 出 粒 子 （NbTi）（CN）但明显是以 Nb 的析出为主． 图3 回火前后试样中的析出物形貌、能谱和衍射斑．（a）回火前形貌；（b）回火前能谱；（c）回火前衍射斑；（d）（e）600℃回火后粒子形貌； （f）600℃回火后粒子能谱 Fig．3 TEM imagesenergy spectra and diffraction pattern of the precipitates：（a） particle morphology as-rolled；（b） energy spectrum of particles as-rolled；（c） diffraction pattern of particles as-rolled；（d）（e） particle morphology after tempering at600℃；（f） energy spectrum of particles after tempering at 600℃ 3 分析与讨论 在回火过程中最主要的变化就是大块 M／A 岛 的分解和大量更加细小弥散的粒子析出而硼和大 量增加淬透性的元素的加入以及轧后的快速冷却使 得 M／A 组织中的马氏体含量占绝对优势因此在 回火过程中作为强硬相的 M／A 岛的大量分解必然 导致抗拉强度的降低．回火后除原有析出粒子外 大量尺寸在20nm 以下的（NbTi）（CN）粒子的弥 散析出是导致屈服强度上升的主要原因而 M／A 岛状组织的分解使得基体和硬质相在外力作用下的 变形行为更加协调在一定程度上也对屈服强度的 升高有所贡献且这种协调性对伸长率的提高也有 一定的积极影响但这种影响对 M／A 组织的分解 程度的依赖性较大因此在650℃以下温度回火时 伸长率升高不明显．进一步提高回火温度（如650℃ 和700℃）软化作用则比较明显这种软化主要是 由于一部分位错消失和显微组织的演变造成的．贝 氏体和马氏体的复相组织是一种非平衡组织在回 火过程中必然有着向平衡组织转变的趋势这种转 变是以回复、再结晶方式进行的即以位错的消失、 复合和重组等过程为前提［4－5］．消失的部分位错是 ·986· 北 京 科 技 大 学 学 报 第31卷