奥氏体耐热钢中纳米相的三维原子探针研究

【作者】 李慧； 宋辉； 王泽民； 刘文庆；

【机构】 上海大学微结构重点实验室；

【摘要】 析出强化奥氏体钢中纳米析出相的析出与演化对材料的强度、脆性都有很大影响。本文利用原子探针层析技术(APT)和透射电子显微镜(TEM)分析了一种能在高温条件下服役的析出强化奥氏体耐热不锈钢在不同时效温度(500~850℃)和时效时间(1~256 h)处理后γ′相与η相的析出与长大机制。主要结果如下:与基体具有共格取向关系的γ′相主要在晶粒内部析出(如图1所示),随着时效温度提高与时间延长,析出相尺寸增大,数量密度降低,体积分数先增加后减小。在γ′相的析出长大过程中,A1元素和Ti元素在析出相与基体中的分配比随时效温度的提高逐渐提高,与时效时间无关,Ti元素的分配比明显高于Al元素,表现出更强的析出倾向。片状的η相主要在晶界处析出,向晶粒内部生长,与附近基体具有半共格取向关系。随着时效时间的延长,η相的数量和长度明显增加,在η相附近观察到明显的γ′相析出贫化区。η相中的Al元素溶解量较γ′相中低很多。Al元素在η相片层中呈周期性偏聚,且偏聚的周期性随着时效时间的延长而增强(如图2所示)。进一步分析表明η相片层中存在大量的层错,因此Al可能是偏聚在η相中的层错处。根据实验结果,讨论了两种析出相的析出长大机制,并分析了它们对材料力学性能的影响规律。更多还原