钢铁研究学报

作者：刘雪婷¹, 陈帅¹, 李嘉冲¹, 狄彦军², 于彦冲¹

单位：1.太原理工大学材料科学与工程学院,山西太原030024;；2.甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司,甘肃嘉峪关735100

关键词：殷钢,原位观察,碳化物,回溶行为,动力学

基金：山西省基础研究计划资助项目(202403021221046);百亿工程/重大科技支撑资助项目(BY2500001455);研究生科研创新资助项目(2024KY278);甘肃省科技重大专项-工业领域资助项目(25ZDGB001)

殷钢的低热膨胀性能使其广泛应用于精密仪器、航空航天等领域,但强度有限,限制了进一步发展。在殷钢中加入合金元素并通过固溶、时效析出第二相碳化物可以显著提高其力学性能。固溶作为析出的关键前提,对此过程中碳化物回溶行为的研究尤为重要。本文在殷钢中加入合金元素Nb、Mo、V、Ti,通过扫描电子显微镜(SEM)和超高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)原位观察碳化物的回溶行为并分析其机制。结果表明,Nb-Mo-V-Ti及Nb-Mo-V殷钢盘条中均存在2类碳化物,第一类碳化物颗粒平均尺寸大于5 μm,形成于凝固过程,称为一次碳化物;第二类碳化物平均尺寸在1 μm以下,为从基体中析出的碳化物相,称为二次碳化物。2类碳化物均为各自对应成分的(Nb, Mo, V)C或(Nb, Mo, V, Ti)C复合析出相。热力学及高温共聚焦观察结果表明,一次碳化物的溶解温度在殷钢凝固转变温度附近,故回溶困难;二次碳化物在升温及延长保温时间后能实现基本回溶,并从中发现了Ti对碳化物的回溶具有阻碍作用,使得碳化物具有更高的热稳定性。此外,Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK)方程被用于表征二次碳化物溶解动力学,经过试验验证,该动力学模型能够较好地预测二次碳化物的溶解分数。

来源：2026年第2期

《钢铁研究学报》期刊编辑部

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