钢铁中析出相简介.pdf

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1、上海大学～学年季学期研究生课程考试小论文格式课程名称：材料微结构与性质课程编号：101101705论文题目:钢铁中析出相简介研究生姓名:周昌兵学号:10721448论文评语:成绩:任课教师:评阅日期:注：后接研究生小论文，格式参照公开发表论文的样式。钢铁中析出相简介摘要：本文综合分析评述了钢中析出相的各种有利作用及有害作用，深入分析了其作用机制及规律，给出作用效果随析出相体积分数、尺寸，形状和分布的变化规律的关系式，由此可对钢中析出相提出明确的控制要求，从而充分发挥析出相的有利作用而避免和减轻其有害作用。关键词：析出相，钢，作用机制，作用效果Introduct

2、ionofprecipitationsinsteelAbstractThispaperreviewsthevariousharmfuleffectsandbeneficialeffectsofprecipitationsinsteel，deeplyanalysisits’mechanismofactionandgivesouttherelationshipofsize，shapeanddistributionofvolumefraction，byThiscanbeprecipitatedphasesinsteelwithclearcontrolrequirem

3、ents,tomaximizethebeneficialeffectsofprecipitatesandavoidandalleviateitsharmfuleffects.Keywordsprecipitationsteelmechanismeffect一、钢铁材料中析出相的定义及分类第二相在钢中具有十分重要的作用，其对钢的强度、韧性、塑性、深冲性、疲劳、磨损、断裂、腐蚀以及许多重要的物理和化学性能均具有重要的影响。析出相的定义：材料中以非连续状态分布于机体相中的且在其中不可能包围有其他相的相，统称为析出相。析出相的分类：1、按与基体晶体之间的配合关系，分为

4、共格、半共格和非共格析出相2、按运动位错越过析出相颗粒的机制，分为可变形和不可变形析出相3、按受到外力时与基体之间的结合被破坏的方式,分为解聚型和断裂型析出相4、按化学组成特征，可将析出相分为正常价化合物、单质、金金属间化合物、间隙相和间隙化合物。二、钢铁材料中析出相的作用及意义析出相对于钢铁性能的影响尤为重要。所谓水能载舟，亦能覆舟。合理控制钢铁析出相能强化钢铁性能，如处理不当，亦会引起金属性能急剧下降，如脆化、易腐蚀等等。析出相在钢铁中的主要作用是产生第二相强化。根据析出相颗粒与滑移位错的交互作用机制，可得到两种不同的强化机制：1、位错绕过析出相颗粒并留下

5、位错环的Orowan机制2、位错切过析出相的切过机制。前者析出相颗粒就是前文提到的不可变形颗粒，后者中的析出相颗粒就是可变形颗粒。可变形颗粒的切过机制强化又来源于：1、共格应变强化作用：共格应力场与位错应力场之间的相互作用2、有序强化作用：反向畴界能量3、层错强化作用：位错切过第二相后使位错宽度变化4、模量强化作用：模量不同导致位错位错能量变化5、化学强化或者表面强化作用：位错切过后增加的第二相与基体的滑移台阶的界面能量析出相在钢铁材料中除了起到强烈的第二相强化作用外，还能控制基体晶粒尺寸，从而间接的起到的细晶强化的作用。析出相在基体中均匀分布，对晶粒起到了钉

6、扎作用。Gladman详尽分析了钉扎时的能量变化从而得到当析出相为均匀分布的球形颗粒的时晶界钉扎的判据为:式中Z=DM/D0是晶粒尺寸不均匀性因子，即最大晶粒的直径（DM）和平均晶粒直径（D0）的比值。为保证一定晶粒尺寸的奥氏体晶粒在高温下被有效钉扎而不发生粗化，就必须存在足够体积分数的平均尺寸足够小的析出相。增大析出相的体积分数、降低第二相的平均尺寸均可增大钉扎作用，控制晶粒在较小的尺寸。为保证一定晶粒尺寸的奥氏体晶粒在高温下被有效钉扎而不发生粗化，就必须存在足够体积分数的平均尺寸足够小的析出相。增大析出相的体积分数、降低析出相的平均尺寸均可增大钉扎作用，控

7、制晶粒在较小的尺寸。（需特别注意的是：在钢铁中添加合金，大部分时候能起到细化晶粒的作用，但是锰和磷除外）三、钢铁材料中的常见析出相及其形成规律原则上，钢中所有的合金元素和杂质元素都有可能形成析出相，因而都属于钢中析出相形成元素。然而，在钢中出现的析出相主要包括碳化物、氮化物、硼化物和金属间化合物，以及传统上被认为是钢中的夹杂物的各种氧化物、硫化物。元素周期表中位于铁左边的副族元素由于金属性较铁强，因而将优先于铁而与各种非金属元素形成化合物，这些元素是钢铁常见析出相的主要组成元素；此外，相应的非金属元素C、N、S、O、B等也是钢铁中常见析出相的主要组成元素。如前

8、所述，钢中的各种析出相可分为正常价化合