晶内铁素体在夹杂物上形核机制的讨论.pdfVIP

晶内铁素体在夹杂物上形核机制的讨论 杨志刚（清华大学 材料科学与工程系，北京 100084 ） 摘要：从夹杂物与金属之间的界面能和热膨胀系数不同导致的应变能，夹杂物周围基体局域溶质贫乏等角度对晶 内铁素体在夹杂物上形核机制进行讨论，并试图分析解释不同夹杂物对铁素体形核作用的差别。 关键词：晶内铁素体；夹杂物；形核 中图分类号： TG113. 1 文献标识码：A 文章编号：0254-6051（2005 ）01-0020-04 Discussions on Nucleation Mechanism of Intragranular Ferrite in Inclusions YANG Zhi-gang （Department of Materials Science and Engineering ，Tsinghua University ，Beijing 100084 ，China ） Abstract ：The nucleation mechanism of intragranular ferrite in inclusions was discussed from aspects of interfacial ener- gy ，the strain energy during cooling due to the difference of thermal expansion coefficients between inclusion and matrix and the solute depletion zone around the inclusions. The possible factors related to the ferrite nucleation in order to iden- tify the roles of various inclusions on the intra-granular ferrite transformation were also analyzed. Key words ：intragranular ferrite ；inclusion ；nucleation 1 引言 利铁素体形成［9 ～ 11］；夹杂物仅作为惰性质点，提供异 ［1］ 近年来，传统的钢材正面临着新的发展机遇，国内 质核心，导致铁素体非均匀形核 。从目前报道的试 外都在加快研究新型高强韧性的材料，以满足工业发 验结果看，基本上否定了惰性质点理论，因为研究发现 展的需要。1997 年日本开始了“超铁钢材料”研究计 不同成分的夹杂物对形核的促进作用明显不同，文献 划，提出了实用材料强度提高一倍、寿命提高一倍、成 ［5 ，6 ］认为氧化钛的形核作用比较强，文献［7 ］认为氮 本基本不变、减少环境污染的目标。我国科技部首批 化钒的形核作用比较强等等，而氧化铝夹杂物对铁素 “973 ”计划也把超级钢列入重点研究项目，提出超细、 体形核的促进作用则很少报导，这说明夹杂物的成分 超匀、超纯等研究方向，以达到既提高强度，又保持高 是一个重要因素。但对夹杂物促进铁素体形成的机 韧性的目的。目前国内外已经通过各种工艺手段成功 理，目前还存在各种不同的理论，迫切需要从理论和试 地获得了微米级晶粒的超细晶粒钢，但在实际应用中 验上对此进行深入的研究，从而直接指导试验设计，并 需要解决焊接过程的晶粒长大问题。除了改善焊接条 为工业应用打下基础。此外，试验中也发现有些夹杂 件之外，从材料本身出发，利用钢中析出的一些夹杂物 物（如碳化钒、硫化锰）可以促进珠光体在晶内形 促进铁素体在晶内形成，达到