Ni对高强度低合金钢中富Cu相析出特征的影响

摘要

将两种不同Ni含量高强度低合金钢(1.5 Ni和2.0 Ni,%,质量分数)900℃水淬后630℃时效处理2 h,利用金相显微镜(OM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和原子探针层析技术(APT)对钢的微观组织、力学性能以及纳米相析出特征进行了深入研究。结果表明:2.0 Ni钢的强度和冲击吸收功(-60℃)均高于1.5 Ni钢。两种钢的金相组织无明显差异,组织均为板条贝氏体和粒状贝氏体混合组织。1.5 Ni钢中,富Cu相为孪晶fcc结构,多呈椭球状,等效半径和数量密度分别约为3.5 nm和1.5×10^(22)m^(-3);而2.0 Ni钢中,富Cu相为9R结构,多呈球状,等效半径和数量密度分别约为2.9 nm和2.9×10^(22)m^(-3)。这是由于Ni含量的提高,导致富Cu相的临界形核功降低,形核位置增多;同时,Ni、Mn原子偏聚在富Cu相/基体界面,有效降低了富Cu相/基体的界面能,导致富Cu相较稳定,不易长大、熟化。因此,2.0 Ni钢中富Cu相尺寸相对细小,数量密度也相对较高,析出强化效果更明显。