2011年--外文翻譯--15 cr-15ni高氮耐熱奧氏體不銹鋼熱處理工藝對(duì)顯微組織和蠕變特性的影響（譯文）

1、<p>　　中文7170字，5160單詞，28600英文字符</p><p>　　出處：Ha V T, Jung W S. Effects of heat treatment processes on microstructure and creep properties of a high nitrogen 15Cr–15Ni austenitic heat resistant stainless s

2、teel[J]. Materials Science and Engineering: A, 2011, 528(24): 7115-7123.</p><p>　　15 Cr-15Ni高氮耐熱奧氏體不銹鋼熱處理工藝對(duì)顯微組織和蠕變特性的影響</p><p>　　Vu The Ha ，Woo Sang Jungb</p><p><b>　　文章

3、信息：</b></p><p><b>　　文章歷史：</b></p><p>　　2010年11月12日收到 在2011年3月18日以修訂形式收到 2011年6月22日接收 </p><p>　　2011年6月28日在線可用</p><p><b>　　關(guān)鍵詞:</b><

4、;/p><p>　　鈮碳氮化物 銅沉淀 熱治療 高氮 15 cr-15ni 蠕變強(qiáng)度</p><p><b>　　文摘：</b></p><p>　　傳統(tǒng)熱機(jī)械治療(CTMT)和改性熱機(jī)械治療(MTMT)過程被應(yīng)用于制造高氮15 cr-15ni鈮穩(wěn)定奧氏體合金。CTMT過程的解決方案是在1270℃的環(huán)境下處理5個(gè)小時(shí)，其次是在8

5、20℃的環(huán)境下進(jìn)行50小時(shí)的淬火。MTMT過程不同于CTMT過程，在高溫塑性變形后，在1270℃下立即進(jìn)行更長(zhǎng)時(shí)間的解決方案治療。通過微結(jié)構(gòu)和蠕變性能的鋼可以得到兩個(gè)工藝路線，對(duì)這兩個(gè)工藝路線進(jìn)行調(diào)查。通過MTMT過程，蠕變斷裂測(cè)試在750℃下，顯示雙增加帶來的破裂時(shí)間。透射電鏡觀察微結(jié)構(gòu)顯示，改進(jìn)的蠕變特性在MTMT過程中，主要是由于改進(jìn)了在奧氏體基體中分布均勻的細(xì)納米碳氮化物沉淀，MTMT過程沒有影響出現(xiàn)在鋼中的銅沉淀物的密度和數(shù)量

6、分布。然而，與CTMT過程比較，蠕變延性在MTMT過程中大幅減少,。MTMT低蠕變延性的過程的主要原因是在邊界處，由于細(xì)顆粒再結(jié)晶形成的微觀結(jié)構(gòu)和高體積分?jǐn)?shù)的粗M23C6沉淀物形成的更高密度的顆粒邊界。</p><p><b>　　介紹</b></p><p>　　在最近幾年，氮合金化耐熱奧氏體不銹鋼新型材料面臨巨大的研究和發(fā)展。在超超臨界電廠(汽輪機(jī)、鍋爐管等)，由

7、于其優(yōu)良的蠕變強(qiáng)度和與鎳基超級(jí)合金的成本比較【1,2】起來的低成本，這些鋼就成了潛在的建筑材料的組件。在運(yùn)行的工廠中[3]，由于環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的原因，可以最大限度的增加強(qiáng)度鋼的蠕變，這是一個(gè)可以讓人引起巨大興趣的事情。</p><p>　　材料的蠕變性能取決于一系列的因素，其中最重要的是細(xì)分散的納米粒子的熱穩(wěn)定奧氏體基體，谷物大小和晶界特性，在蠕變階段有害的降水量等。想要得到最大蠕變斷裂可通過選擇合適的化學(xué)成分和最佳

8、條件的熱處理過程。近年來，很多調(diào)查[4 - 7]已經(jīng)研究了蠕變行為和蠕變鋼的特點(diǎn)。然而，參與現(xiàn)場(chǎng)處理工作的材料很少能夠找到。因此，對(duì)于工業(yè)應(yīng)用的熱處理工藝，了解采用材料的能力是一個(gè)十分迫切的需要。通過了解響應(yīng)行為的材料的熱處理的重要微觀結(jié)構(gòu)成分的影響，蠕變特性的材料在長(zhǎng)期高溫和高壓條件下，可以進(jìn)行優(yōu)化來達(dá)到最佳性能的組件。</p><p>　　本研究的重點(diǎn)是探討高氮鈮穩(wěn)定奧氏體不銹耐熱15 cr-15ni鋼在兩種

9、不同的熱處理工藝下，對(duì)蠕變性能的影響，蠕變性能和微觀結(jié)構(gòu)的鋼鐵熱處理的研究和比較。不同蠕變特性之間的鋼在應(yīng)用熱治療過程中，相關(guān)的微觀結(jié)構(gòu)變化所帶來的不同的應(yīng)用熱力學(xué)條件的兩個(gè)熱處理路線。</p><p><b>　　2：合金設(shè)計(jì)概念</b></p><p>　　基本化學(xué)成分Fe–15Cr–15Ni–4Mn–0.46Si–1.25Mo–3Cu–Nb–C–N (wt%)

10、的奧氏體鋼制定咨詢舍夫勒?qǐng)D[8]。如圖,鉻當(dāng)量(Creq)和鎳當(dāng)量(Nieq)使用以下公式計(jì)算[3]：</p><p>　　給出了合金元素重量。合金元素發(fā)現(xiàn)方程式，(1)和(2)稱為鐵素體奧氏體穩(wěn)定劑和穩(wěn)定劑,。</p><p>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容的鎳含量大約15 wt %，足以平衡在鋼中發(fā)現(xiàn)的鐵素體穩(wěn)定元素，即使忽略了其他的奧氏體穩(wěn)定化元素的影響。這是由于，他們加在所有沉淀階段中，不會(huì)充當(dāng)奧氏

11、體穩(wěn)定劑。高溫耐腐蝕的材料是確保15 wt %的Cr，添加的Nb用于沉淀細(xì)注(C,N)增強(qiáng)鋼顆粒。錳含量保持在一個(gè)較高的水平(4 wt %)，不僅為增加氮的溶解度，也為提高Nb(C,N)的析出形態(tài)和穩(wěn)定性[4]。銅的添加進(jìn)一步提高了蠕變強(qiáng)度[9]，鋁含量(0.05 wt %)的目的在于最后的還原熔煉過程，硼的添加(0.004 wt %)預(yù)計(jì)將提高蠕變斷裂壽命，穩(wěn)定M23C6的析出，通過在其表面上的[ 10 ]硼偏析，采用自愈的蠕變孔洞效

12、應(yīng)。</p><p><b>　　3：實(shí)驗(yàn)程序</b></p><p>　　研究15Cr-15ni奧氏體不銹鋼，用6.2千克錠鋼在氮?dú)鈮毫s為0.95 atm的真空感應(yīng)爐中生產(chǎn)，鋼鐵的化學(xué)成分是表1中給出。鑄造錠是被加熱到1100℃的溫度下，在24小時(shí)內(nèi)通過偏析在消除模具中凝固產(chǎn)生。熱鍛造是在1100℃進(jìn)行，獲得的平坯料厚度約25毫米。厚度的偽造可以進(jìn)一步減少到14

13、mm的熱軋過程。</p><p>　　熱軋板經(jīng)過常規(guī)物性治療(CTMT)和改性熱治療(MTMT)過程如圖1（a）和（b）。CTMT過程中鋼板在1270℃，將近5小時(shí)的固溶處理中，主要的溶解沉淀物是Nb(C,N)。固溶處理后，通過樣本淬火進(jìn)行快速冷卻。樣本鋼在820℃約50小時(shí)的MTMT過程不同于立即進(jìn)行再1270℃約5小時(shí)的MTMT熱軋過程，它的溶液處理和老化的時(shí)間較長(zhǎng)，在820℃溫度下實(shí)現(xiàn)完全再結(jié)晶組織的奧氏體

14、基體。熱軋的主要目的是在MTMT過程中提供最大數(shù)目的成核，以便在隨后的時(shí)效中析出。蠕變斷裂試驗(yàn)在750℃的溫度與壓力條件分別為180 MPa,150 MPa,135 MPa,120 MPa,105 MPa進(jìn)行比較試驗(yàn)，得到抗蠕變強(qiáng)度型不銹鋼。</p><p>　　通過光學(xué)顯微鏡(OM)進(jìn)行微觀組織分析來描述晶粒大小、掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)在微米和納米尺度內(nèi)來鑒別微觀組織的特征和表征。金

15、相樣品的制備是通過傳統(tǒng)的拋光技術(shù)和50毫升HCl + 50毫升水+ 5毫升硝酸的蝕刻溶液，然后用OM和SEM掃描電鏡進(jìn)行觀察。TEM薄箔的樣本拋光到厚度約為40 - 50 _m之前，通過電解拋光TenuPol-5進(jìn)行噴射拋光，用電解質(zhì)的125毫升高氯酸+ 800毫升甲醇+ 200毫升乙醇在溫度20??C和操作電壓12 V來達(dá)到目的。碳萃取復(fù)型透射電鏡標(biāo)本也在微觀組織中產(chǎn)生碳氮化物。在20KV操作下觀察日立S2400 SEM，TEM標(biāo)本使

16、用TECNAI G2 TEM在200千伏下操作。</p><p>　　圖1 傳統(tǒng)熱機(jī)械治療的（a）和改性熱機(jī)械治療（b）的過程在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。</p><p><b>　　4：結(jié)果和討論</b></p><p>　　4.1蠕變屬性和蠕變特征</p><p>　　如圖2所示，MTMT過程顯著改進(jìn)所研究鋼的蠕變斷裂性能。在

17、MTMT過程破裂得到樣品的時(shí)間數(shù)據(jù)顯示，雙增加對(duì)蠕變斷裂時(shí)間得到樣品，而CTMT過程適用于所有進(jìn)行蠕變?cè)囼?yàn)條件。然而,MTMT過程大大降低調(diào)查鋼的蠕變延性，蠕變斷裂伸長(zhǎng)率數(shù)據(jù)非常高。CTMT流程見圖3。</p><p>　　表1：:15Cr-15Ni鋼的化學(xué)組成</p><p>　　圖2。通過CTMT和MTMT過程研究鋼的蠕變破裂強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)類型347不銹鋼鋼【11】的破裂強(qiáng)度進(jìn)行比較。&l

18、t;/p><p>　　圖3。通過MTMT過程，顯示了較低的蠕變延性的樣品鋼的蠕變應(yīng)變關(guān)系時(shí)間曲線。</p><p><b>　　4.2微觀組織</b></p><p>　　圖4 a和b顯示了晶粒結(jié)構(gòu)在CTMT和MTMT分別獲得的過程。他們的主要特點(diǎn)分別是，在CTMT-樣品中的晶粒結(jié)構(gòu)是一個(gè)多峰粒度分布與平均晶粒尺寸約220μm粒度分布。晶粒直徑平均

19、值的偏差表明，在溶液中易發(fā)生異常的晶粒生長(zhǎng)。再結(jié)晶MTMT試樣均勻晶粒尺寸結(jié)構(gòu)約為40μm。</p><p>　　淬火處理試樣的微觀組織的兩種熱處理方式，同時(shí)包含少量的粗糙Nb(C,N)沉淀和均勻分布的數(shù)量較大的(約130粒子/ m2)尺寸為15 - 40 nm(圖5)的細(xì)晶顆粒。選定區(qū)域的衍射模式(圖5 b)和能譜分析(圖5 c)指出，這些納米級(jí)的沉淀物是純鈮碳氮化物。碳氮化物形成微結(jié)構(gòu)之后的老化和蠕變，前者將

20、被稱為初級(jí)沉淀，后者將被成為為二次沉淀。</p><p>　　Nb的沉淀物和微觀組織結(jié)構(gòu)通過二次沉淀發(fā)生很大程度上改變二次納米碳氮化物。新形成的晶粒通常長(zhǎng)度為10-60nm的長(zhǎng)桿或者寬度為10-30nm的長(zhǎng)方形。選定區(qū)域的衍射模式(SADP)，薄箔樣品在CTMT -和MTMT-specimens平行取向的關(guān)系點(diǎn)陣平面中，納米級(jí)碳氮化物與次要點(diǎn)陣平面的奧氏體基體(圖。6 d)中顯示。EDS分析(圖。6 c)表明，二

21、次碳氮化物富含Nb和Cr，有相同的化學(xué)成分的:nb58.5 - 59.5(%)，Cr38-40。鐵3，都在這兩個(gè)CTMT和MTMT-樣品中。在CTMT樣品中，大部分二次碳氮化物與最先存在的，形成細(xì)長(zhǎng)的集群組織的高數(shù)量嚴(yán)格分布式粒子的主碳氮化物(圖6)優(yōu)先聚合。集群非均勻的分布在整個(gè)奧氏體基體中。他們的密度可以達(dá)到數(shù)十集群/ 平方米，而在某些地區(qū)，只有少數(shù)集群/平方米被發(fā)現(xiàn)。在MTMT樣品中，主要和二次的碳氮化物是均勻分布在矩陣(圖6 b

22、)中。據(jù)觀察，二級(jí)碳氮化物在MTMT樣品中優(yōu)先形成的位錯(cuò)相交形式見圖7。在很多情況下，晶粒同時(shí)存在主要的納米碳化物（圖8）。一定數(shù)量的粗大純Nb(C,N)的沉淀物(圖6 b)在MTMT過程老化。納米碳化物在</p><p>　　圖4 光學(xué)顯微鏡觀察所得的晶粒結(jié)構(gòu)CTMT（a）和MTMT(b)</p><p>　　圖5。薄膜透射電鏡照片顯示，處理后的初級(jí)納米鈮碳氮化物在溶液微觀組織的數(shù)密

23、度高（一），衍射圖案（SADP）的粒子（B）和能量色散譜（EDS）從這些納米級(jí)Nb（C，N）中析出物（C）；峰值的光譜有源于銅網(wǎng)格</p><p>　　圖6 薄膜透射電鏡顯示出的納米級(jí)碳化物隨著銅沉淀物（箭頭的白色顆粒）在MTMT（a）和CTMT（b）過程中蠕變斷裂得到試樣鋼，能量色散譜（EDS）的二次納米級(jí)（Nb，Cr）（C，N）沉淀物（C）和選區(qū)電子衍射圖案（SADP）的碳氮化物，呈現(xiàn)平行取向的有限顆粒的晶

24、面之間的關(guān)系和奧氏體矩陣（D）。（b）的插圖顯示二次粗糙的Nb（C，N）粒子在MTMT組織中被發(fā)現(xiàn) </p><p>　　圖7 薄膜透射電鏡顯微組織圖片顯示二次納米晶粒位錯(cuò)相交的點(diǎn)</p><p>　　為充分理解發(fā)生在熱處理，和在蠕變斷裂、包括碳氮化物的納米晶粒和銅沉淀的微觀結(jié)構(gòu)的變化條件(圖10)。二次碳氮化物的沉淀和蠕變過程中，微觀組織的碳氮化物顯著增多，從而在CTMT過程中的納米級(jí)碳

25、氮化物也在數(shù)密度上顯著增加。在MTMT過程,老化的碳氮化物沒有顯著的變化。</p><p>　　圖11顯示了典型的M23C6沉淀物的微觀結(jié)構(gòu)。通常，在一定程度的蠕變斷裂下，碳化物以大小為幾個(gè)μm的晶粒形式通過老化在晶界中形成。M23C6的沉淀物的數(shù)量和分布對(duì)晶粒結(jié)構(gòu)也有一定程度上的影響。在CTMT樣品中存在的尺寸不均勻的晶粒結(jié)構(gòu)不均勻分布在M23C6的沉淀物中。在MTMT樣品中細(xì)小和均勻的晶粒結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了約三倍體積

26、分?jǐn)?shù)的粗M23C6析出更多分布均勻的碳化物。 </p><p><b>　　4.3 討論</b></p><p>　　顯然,熱軋后溶液處理和老化時(shí)間長(zhǎng)，這導(dǎo)致MTMT沉淀物晶粒尺寸結(jié)構(gòu)的變化顯著。例如，研究鋼的蠕變行為，產(chǎn)生的微觀結(jié)構(gòu)變化直接或間接影響蠕變特性。</p><p>　　在MTMT過程中高氮含量在固溶體[12],遲鈍的再結(jié)晶過程，

27、是更細(xì)的均勻晶粒結(jié)構(gòu)因形成共面位錯(cuò)結(jié)構(gòu)的變形狀態(tài)所引起的再結(jié)晶率低的奧氏體基體。由于溶質(zhì)阻力的影響，在矩陣Nb[13]存在均勻分布的納米碳氮化物和老化的二次納米碳氮化物。再結(jié)晶奧氏體的發(fā)生是不受微小的Nb(C,N)粒子[13]所影響。然而,納米碳氮化物粒子通過有效的晶界遷移，在較高的溫度下可能更有利于細(xì)小的晶粒結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　圖8 薄膜電子透射顯微鏡顯示一個(gè)復(fù)雜的碳氮化物，組成成分是一個(gè)在中間的初

28、級(jí)Nb(C,N)粒子和二次碳氮化物(a)；插圖是HRTEM圖像和FFT模式確認(rèn)晶體結(jié)構(gòu)的沉淀，在莖EDS濃度剖面上檢查復(fù)雜的碳氮化物(b)。頻譜中的Nb峰值對(duì)應(yīng)于在初級(jí)Nb(C,N)的晶粒含量 </p><p>　　圖9 薄膜STEM-HAADF顯微照片顯示銅沉淀在CTMT過程的微觀組織(a），濃度剖面的銅、鐵、鉻、鎳穿過銅粒子由莖EDS線掃描(b)標(biāo)記，已部分溶解在樣品中的圓形形狀的黑色的顆粒(a)被點(diǎn)解拋光，

29、結(jié)果確定為銅沉淀。</p><p>　　電子能量損失譜(EELS)的分析表明，CTMT過程的二次碳氮化物和MTMT過程的晶粒具有相同的氮(90年在%)和碳(10在%)含量(C + N = 100在%)。分析還表明,奧氏體基體的含量是C、N和Nb(圖12)。晶界中的M23C6是唯一與碳氮化物相競(jìng)爭(zhēng)的溶質(zhì)。結(jié)果表明，二次納米級(jí)碳氮化物的體積分?jǐn)?shù)可以有溶質(zhì)的碳含量變化。二次碳氮化物的碳含量在老化過程中，影響所形成的晶界

30、M23C6沉淀物的本質(zhì)。由于它的快速老化時(shí)，低能量形成對(duì)比，碳化物的得以形成和增長(zhǎng)，同時(shí)碳氮化物可以消耗大部分的在矩陣中的碳。在CTMT樣品中，觀察到的高數(shù)密度的二次納米碳氮化物，可以鏈接到較小體積分?jǐn)?shù)的M23C6沉淀物，從而形成的微觀結(jié)構(gòu)。較小的體積分?jǐn)?shù)的碳化物相，是更少的溶質(zhì)碳消耗而形成的，有更多的碳用于二次碳氮化物的沉淀。因此，碳氮化物的析出量是增加的。以類似的方式，在MTMT過程中觀察到的低密度的納米級(jí)碳氮化物，是因于在MTMT

31、樣品中較大的體積分?jǐn)?shù)的晶界M23C6相有更細(xì)的晶粒結(jié)構(gòu)。結(jié)果明顯指出，在MTMT過程中的低數(shù)量的二次納米碳氮化物是過度分?jǐn)?shù)鈮、氮，,在衰變的過程中形成粗糙細(xì)長(zhǎng)的Nb（c.n）。這也就證</p><p>　　在熱處理階段，分布不均勻的納米級(jí)二次碳氮化物，在鋼老化之前不僅引起了從形態(tài)學(xué)的位錯(cuò)，還從形態(tài)學(xué)的晶界上析出M23C6晶粒。在MTMT過程中的淬火組織已經(jīng)由熱軋（圖13）生成的結(jié)構(gòu)通過共面位錯(cuò)顯著的增加了位錯(cuò)密度

32、?；謴?fù)衰變過程中的網(wǎng)絡(luò)分布是兩個(gè)或兩個(gè)以上的位錯(cuò)相交點(diǎn)。這些高能的相交點(diǎn)成為了二次析出的主要成核位點(diǎn)（圖7）。在CTMT過程中，位錯(cuò)密度在淬火處理中處于低水平的原因是熱軋缺乏。衰變的過程在進(jìn)一步減少在恢復(fù)中的位錯(cuò)。與此同時(shí)，一定平衡體積分?jǐn)?shù)的二次納米碳氮化物在老化過程中析出，是由于更高的溶質(zhì)碳含量在老化過程中的體積分?jǐn)?shù)比較高。環(huán)境迫使二級(jí)碳氮化物在數(shù)量有限的位錯(cuò)位置周圍存在著連續(xù)的沉淀。這個(gè)過程導(dǎo)致了在CTMT微觀結(jié)構(gòu)中，碳氮化物的析出

33、形態(tài)組織沉淀（如圖6a）。</p><p>　　在CTMT過程中，不均勻分布的碳氮化物可以鏈接到分布不均勻的晶界M23C6的析出物。在碳和鉻的周圍，硬質(zhì)合金相在老化區(qū)域形成。高密度的碳化物晶粒的最小直徑或周圍的晶界角的地區(qū)的損傷更為嚴(yán)重。因此，碳氮化物矩陣的形成在這些地區(qū)的密度是明顯降低的，這是由于必要的溶質(zhì)碳。鉻可能沒有促使過程的進(jìn)行，因?yàn)樗梢栽谪S富的碳氮化合物中形成高鉻含量鋼，這個(gè)過程區(qū)別于MTMT過程。在

34、MTMT樣品中的碳，假設(shè)分配速度很快，由于晶界M23C6相，在嚴(yán)重變形的基體內(nèi)存在大量均勻分布的位錯(cuò)，所以它的濃度在整個(gè)矩陣中是統(tǒng)一的。因此第二納米碳氮化物在MTMT組織中分布均勻性的原因是，在奧氏體基體熱軋形成的成核位點(diǎn)和碳濃度的分布是均勻的。 </p><p>　　圖10。碳氮化物和銅沉淀物中發(fā)現(xiàn)的納米晶粒在溶液中的兩個(gè)熱處理過程。</p><p>　　圖11。晶界M23C6的沉淀組織

35、分別在CTMT（a）和（b）MTMT過程中。粗顆粒內(nèi)的晶粒主要為Nb（從溶液處理中所得的C，N溶解沉淀）的微觀組織結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　從相同數(shù)密度和均勻分布的銅沉淀物中觀察到兩個(gè)熱處理路線，它們的形成并不受熱軋和其他沉淀物(M23C6或碳氮化物相)的影響。類似的觀察報(bào)告[14]，銅晶粒獨(dú)立形成于沉淀中。從理論上講，無論熱軋和二級(jí)碳氮化物的形成都會(huì)影響銅的相形成。熱軋生成大量的位錯(cuò)導(dǎo)致了銅加速的向整個(gè)矩陣

36、擴(kuò)散。因此，銅沉淀的活化能降低，成核率增加。二級(jí)碳氮化物的析出消耗合金元素Nb的溶質(zhì)，它已經(jīng)被證明被刺激的不銹鋼基體有銅晶粒的分布【15】。在奧氏體基體中高氮含量增加銅活性，從奧氏體和增加沉淀量的銅刺激銅原子聚合[16]。在MTMT過程中，加速熱軋會(huì)增加二次碳氮化物沉淀率。因此，從奧氏體基體中消耗的Nb和N的發(fā)生速度，對(duì)比CTMT過程可以大大影響銅相的形成以及其形態(tài)。獲得銅和碳氮化物相析出過程是這項(xiàng)工作范圍之外的事情。解釋觀察到的差異現(xiàn)

37、象和理論思考，以下觀點(diǎn)似乎是合理的：銅和碳氮化物相之間有一個(gè)相當(dāng)大的動(dòng)力學(xué)差異。二次碳氮化物在早期階段的迅速老化是由于過飽和氮存在于奧氏體基體中。隨著碳氮化物的形成，有效的成核點(diǎn)數(shù)量以及在固溶體中的N含量都在減少。相反，銅相的析出是相當(dāng)緩慢的，由于銅在奧氏體基體中高溶解度的極限(約5重量</p><p>　　圖12。電子能量損失譜（EELS）的顯微組織為奧氏體基體，矩陣中C，N，Nb（C K-端點(diǎn)（284 eV）

38、，N K-端點(diǎn)（401 eV），Nb M3-端點(diǎn)（363 eV） </p><p>　　圖13。在MTTM過程中，共面位錯(cuò)結(jié)構(gòu)在淬火熱軋溶液處理后形成的微觀組織 </p><p>　　在MTMT過程中得到的鋼的樣品的表現(xiàn)出有微觀結(jié)構(gòu)變化的明顯蠕變特性不利于材料的抗蠕變性(較小的晶粒尺寸結(jié)構(gòu),少數(shù)的納米級(jí)碳氮化物,粗晶界M23C6晶粒和粗化銅相晶粒)。作為可以大大影響鋼蠕變強(qiáng)度的溶質(zhì)的含量，

39、鉬在CTMT和MTMT過程中和得到的鋼樣品室平等的，MTMT過程中存在的改進(jìn)蠕變強(qiáng)度現(xiàn)象是分布均勻的納米級(jí)碳氮化物引起的。通過CTMT過程所得的樣品碳氮化物形貌，是排列成細(xì)長(zhǎng)的集群和在奧氏體基體中非均勻的分布在整個(gè)矩陣的鋼，它們影響著鋼的蠕變特性。碳氮化物的細(xì)長(zhǎng)集群和高縱橫比可以像在蠕變過程中的較大尺寸的粒子。因此,有效的平均顆粒間距可以降低材料的蠕變強(qiáng)度[19]。不均勻分布的集群矩陣影響碳氮化物的非均勻分布。這些矩陣的蠕變應(yīng)變率高于材

40、料的剩余部分。因此，位錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)可以很容易地分解早期斷裂的材料。晶粒團(tuán)聚對(duì)蠕變強(qiáng)度的影響也被記錄在ODS合金鎳基[20]。因此,這種現(xiàn)象具有金屬材料的一般特性。</p><p>　　蠕變斷裂的性質(zhì)，與所使用的熱處理工藝無關(guān)，而是與在粗晶界間析出的M23C6的形成和蠕變孔洞的生長(zhǎng)有關(guān)。由于應(yīng)力集中形成的裂紋對(duì)晶粒基體界面提供有力條件。此外，在蠕變過程中位錯(cuò)擴(kuò)散，大量位錯(cuò)周圍產(chǎn)生的基質(zhì)晶粒能加速裂紋增長(zhǎng)。裂縫形成快結(jié)束時(shí)

41、，裂紋附近的初始生長(zhǎng)的二次蠕變一段形成，此時(shí)的它們由于蠕變導(dǎo)致很不穩(wěn)定[21]。在MTMT過程中引起的低蠕變延性主要是由于低應(yīng)變斷裂，在第三階段的蠕變區(qū)域直接關(guān)系到大量晶界M23C6沉淀物中的微觀結(jié)構(gòu)。大數(shù)量的碳化物意味著有越來越多的不穩(wěn)定裂紋形成，它們降低了晶界腔面積分?jǐn)?shù)達(dá)到臨界水平所需要的時(shí)間。因此MTMT過程的第三階段蠕變，明顯縮短材料的低蠕變延性。在MTMT過程中，老化時(shí)間越長(zhǎng)，M23C6晶?？梢赃M(jìn)一步加速裂紋的成核和生長(zhǎng)。因此

42、，老化的時(shí)間可能在一定程度上影響蠕變特性。</p><p><b>　　5 結(jié)論</b></p><p>　　我們對(duì)于CTMT和MTMT過程對(duì)高氮奧氏體不銹鋼15 cr-15ni蠕變特性的微觀過程做了研究，了解材料在工業(yè)上的采用和熱處理應(yīng)用過程。該研究獲得以下結(jié)果：</p><p>　　1.在MTMT的熱軋過程中，分布均勻的二次納米碳氮化物的再

43、結(jié)晶微觀結(jié)構(gòu)。碳氮化物的形態(tài)改變是由于氮奧氏體基體熱塑形變后的均勻平面位錯(cuò)結(jié)構(gòu)引起的。出現(xiàn)少量沉淀的原因是CTMT過程中，高體積分?jǐn)?shù)的晶界M23C6沉淀的尺寸細(xì)小，也與再結(jié)晶的組織有直接關(guān)系</p><p>　　2.CTMT過程中產(chǎn)生由大量納米級(jí)碳氮化物緊密分布而成的細(xì)長(zhǎng)集群。集群的形成是由于位錯(cuò)的缺失和缺乏熱塑性變形。CTMT過程中的碳氮化物的數(shù)量高于MTMT過程，是因?yàn)樵贑TMT過程中低體積分?jǐn)?shù)的晶界M23C

44、6沉淀物晶粒尺寸較大，沉淀物的結(jié)構(gòu)也與碳氮化合物有直接的關(guān)系。</p><p>　　3.銅沉淀的數(shù)量和分布并不是受熱軋影響的?？赡艿脑?，是銅相比碳氮化合物相沉淀更加緩慢。粗銅晶粒在MTMT過程的老化時(shí)間更長(zhǎng)，證明了碳氮化合物引起的銅晶粒是不穩(wěn)定的粒子。</p><p>　　4.在MTMT過程中的蠕變斷裂時(shí)間是再結(jié)晶組織的納米碳氮化物分布的均勻性而引起的雙增長(zhǎng)。在數(shù)量較多的碳氮化物情況下，

45、CTMT過程體現(xiàn)了低蠕變特性。在CTMT過程的矩陣中，碳氮化物排列成細(xì)長(zhǎng)的集群和非均勻分布的簇，這對(duì)于材料的蠕變強(qiáng)度是有害的。</p><p>　　5.MTMT過程中蠕變延性較低的主要的原因是，再結(jié)晶組織的粗晶界M23C6的沉淀物數(shù)量較大</p><p><b>　　鳴謝</b></p><p>　　本研究研發(fā)支持者，韓國(guó)科學(xué)與技術(shù)研究院(基斯