Nb的非平衡晶界偏聚动力学模拟与实验研究

摘要

Nb是现代高性能钢铁材料中重要的微合金化元素,其在晶界有强偏聚特性。采用3种Nb-空位复合体扩散系数分别对非平衡晶界偏聚进行拟合,根据铁-铌二元合金中Nb在晶界偏聚实验的EPMA测量结果筛选出最终的复合体扩散系数,并据此讨论了低温恒温温度,基体Nb含量,原奥氏体晶粒尺寸对非平衡晶界偏聚动力学的影响,得出了最符合实验结果的铌-空位复合体扩散系数公式。结果表明,在1 000℃恒温过程,Nb非平衡晶界偏聚的临界时间在15 min左右,临界时间常数为6.57×10^(5)。从1 200℃固溶态冷却至某低温等温时,随着等温温度的升高临界时间迅速减小,Nb在晶界的最大偏聚量逐渐越小;随着基体Nb含量增加晶界Nb的最大偏聚量线性增加;随着原奥晶粒尺寸的增加临界时间逐渐增大。