低碳高强钢中纳米析出相回火过程中的透射分析

　　纳米析出相主要为Nb、Ti、V、Mo等元素的碳氮化物，低温回火时主要为Nb、Ti的二元析出，高温回火后则为含Mo、V、Ti、Nb等多种元素的复合碳化物析出;钢中纳米析出相按大小分为两类，大尺寸颗粒是钢在轧制过程中形变诱导析出的，小尺寸颗粒是钢在回火过程中相变诱导析出的;同时，随回火温度的升高，钢中的析出相均慢慢长大并粗化，长大方式为典型的Oswald熟化机制;析出相与母相基体之间存在特定的取向关系，在析出的开始阶段，析出与基体的界面基本保持共格关系，析出相形状主要为球形或者类球形，随着回火温度的升高，析出逐渐长大并粗化，形状渐渐变为方形或者椭圆形，同时与基体脱离共格界面，保持的界面关系为：{100｝MC∥{100｝α-Fe，<100>MC∥<110>α-Fe。

　　在低碳高强钢中，纳米级合金元素的析出相对细化和强化钢的基体组织起着不可替代的作用，尤其是在变形奥氏体及随后的热处理过程中析出的Nb、Ti、Zr、Mo、V、Cr等元素的碳氮化物，构成了低碳高强钢中最主要的析出类型[1]。此类强碳化物形成元素在钢中的加入量很少，但却能和钢中的C、N化合形成弥散细小的析出相，对位错和晶界有强烈的钉扎效应，作用强度大大超过这类元素固溶时的拖曳效应。例如，当变形奥氏体中的晶界和位错受到Nb(C/N)析出颗粒的钉扎时，变形奥氏体的静态回复受到阻碍，静态再结晶被推迟。如果此时奥氏体发生相变，新相的形核位置大为增加，并且能从母相中继承高密度的位错，其强度、韧性将大为提高[2-3]。

　　通常为了达到高强钢的最佳强韧匹配，几乎所有的高强钢在变形后都必须进行回火处理，要充分发挥碳化物析出相在低碳高强钢中的作用，就必须明确析出相在热处理过程中的演变规律，笔者正是以此为出发点，在透射电镜下详细研究了800MPa级别高强钢回火过程中出现的碳化物析出相，并揭示出析出相在不同回火温度下种类、尺寸、形状、分布及其与基体的位相关系的变化规律，以期为低碳高强钢的强韧化提供新的理论依据。

　　1　试验材料与方法

　　试验采用真空感应炉熔炼，化学成分为：w(C)=0.035%，w(Mn)=0.65%，w(Si)=0.3%，w(Ni)=2.8%，w(Cr)=0.55%，w(Mo)=0.36%及Nb、V等微合金元素。在浇铸前进行特殊的Al、Ti复合脱氧处理。钢锭尺寸为100mm×80mm×150mm。将钢锭加热到1200℃保温2h，出炉后进行5道次轧制，开轧温度为1150℃，终轧温度为940℃，道次变形量控制在25%～44%，轧后空冷至室温;然后钢板在910℃保温1h后水淬，之后试样在450～600℃之间不同温度回火2h后空冷(为方便描述，试样按顺序依次标记为1号～4号)。