THREE DIMENSIONAL ATOM PROBE CHARACTERAZATION OF MICROSTRUCTURE EVOLUTION AND CARBIDES PRECIPITATION IN THE TEMPERED Nb-V MICROALLOYED STEEL

将Nb--V微合金钢在1200 ℃固溶0.5 h后淬火, 在不同温度回火4 h, 结合光学显微 镜(OM)和透射电子显微镜 (TEM), 用三维原子探针(3DAP)研究了淬火与回火样品中碳化物 的特征. 结果显示, 淬火样品中V、Nb分布均匀, C由于自回火出现轻微偏聚; 450、500、550和600 ℃回火样品中存在大小和数量不同的V和Nb的碳化物, 其中550 ℃回火样品中 数量最高, 对应着二次硬化的硬度峰值; 650 ℃回火样品中数量明显减少, 与硬度下降对应.     

Nb-V微合金钢中渗碳体周围元素分布的三维原子探针表征

将Nb-V微合金钢在1200℃同溶0.5 h后淬火,然后在450℃回火4 h,结合扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM),用三维原子探针(3DAP)研究渗碳体内部和渗碳体/基体界面处的元素分布和成分变化.结果显示,淬火样品中C原子由于自回火而出现轻微偏聚,其它合金原子V,Nb,Si,Mn,Mo和Al等分布均匀.450℃回火4 h样品中出现C原子偏聚区,在该区域内,Mn含量较高,Mo和V轻微偏聚,Si和Al很少,对应渗碳体析出,Si富集在渗碳体/基体界面处;另外,观察到C和V明显偏聚的单原子面,周围富集Si和Mn,对应合金碳化物析出初期形成的G.P.区,成分主要为V4C3.     

回火马氏体中合金碳化物的3D原子探针表征Ⅲ.粗化

Nb-V微合金钢在1200℃固溶0.5 h后淬火,在650℃回火4 h,利用SEM和HRTEM观察显微组织,合金碳化物的形貌特征和精细结构,用三维原子探针(3DAP)研究合金碳化物中元素分布规律.结果表明,淬火微合金钢在650℃回火4 h后,马氏体板条内位错和板条界面因回复而消失,粗化的合金碳化物分布在原马氏体板条界面和板条内部.同时,伴随着合金元素的再分配,早期析出的圆盘状碳化物沿厚度方向生长,出现一个与基体(M_(bcc))和原碳化物(P_(inner))成半共格关系的新生过渡相(P_(outer)).非碳化物形成元素Si和Al主要分布在碳化物/基体界面处;V和Mn主要分布在碳化物内层,而Mo和Nb分布在整个碳化物区域.粗化的碳化物是一种具有核心和外壳结构的合金碳化物,内层主要是V-Mn-Mo-Nb的碳化物,而外层主要是Mo-Nb的碳化物.     

温度和脉冲频率对三维原子探针测试结果的影响

在不同的温度和脉冲频率下,用三维原子探针对Cu-Fe-Ag合金进行测试.结果表明,温度和脉冲频率对原子电离的价态有影响;随着温度的升高,Cu原子以Cu+电离蒸发的比例增加,以Cu2+电离蒸发的比例减少.随着脉冲频率的提高,Cu原子以Cu+电离蒸发的比例减少,以Cu2+电离蒸发的比例增加.温度和脉冲频率对合金成分的测量结果没有影响,对元素同位素丰度的测量结果也没有影响.     

场离子显微镜在析出强化微合金钢中的应用

将实验V-Nb-Mo微合金钢在1200℃固溶处理,在500℃回火不同时间,用场离子显微镜（FIM）研究实验钢中碳化物的析出过程。结果表明：回火0.5 h的样品中,碳化物处于形核长大时期,与基体的{110}呈共格关系;随着回火时间的延长,碳化物形成独立的晶体结构,与基体{110}之间呈半共格关系;回火100 h后,碳化物粗化长大,与基体呈非共格关系;形状系数随着回火时间的延长先变大再变小,析出相尺寸从1.6 nm逐渐增大至15 nm。500℃回火30 h的实验钢力学性能最佳,表明碳化物的析出强化效果最明显,相应的碳化物尺寸约为4 nm。     

原子探针层析技术(APT)最新进展及应用

原子探针层析技术(APT)是具有原子尺度空间和质量分辨率的材料表征和分析手段.近几年来,在原子探针设备和数据软件分析技术方面有很大改善和进步.本文在介绍APT最新进展的基础上,以高强度低合金(HSLA)钢和铝合金为研究对象,讨论了APT在传统结构材料研究中的独特优势.     

Zr-Sn-Nb-Fe合金显微组织及耐腐蚀性能研究

将Zr-Sn-Nb-Fe合金样品冷轧后在500和560℃下分别保温不同时间，在350℃、16.8MPa、含70μg/gLi⁺的LiOH水溶液中腐蚀，500℃/100h样品的耐腐蚀性能最好。用透射电镜（TEM）研究了这些样品的显微组织和第二相，观测到随着保温时间延长，500℃下保温样品中的第二相由连续片层逐渐转变成带状分布的颗粒，保温时间达到100h时，基体内析出βNb。560℃下保温样品与500℃下保温样品有相似的组织转变过程，只是时间大幅缩短，保温仅10h时，基体已完全再结晶为等轴晶。     

变形热处理对Zr-1.0Nb合金耐腐蚀性能的影响

为了探究显微组织对Zr-1.0Nb合金耐腐蚀性能的影响,将Zr-1.0Nb合金样品分别进行680℃/500℃、680℃/560℃、800℃/500℃、800℃/560℃和1000℃/560℃五种变形热处理,然后在350℃、16.8 MPa、0.01mol.L-1的L iOH水溶液中腐蚀,并用透射电镜(TEM)研究其显微组织.其中800℃-1 h/冷轧/500℃-30 h处理样品的耐腐蚀性能最好,基体αZr中Nb元素固溶含量最低.通过变形热处理降低基体αZr中Nb元素固溶含量是提高Zr-1.0Nb合金耐腐蚀性能的一个关键因素.     

三维原子探针对回火铌钒微合金钢中析出物的研究

将Nb-V微合金钢在1200℃固溶0.5h后淬火,分别在500℃和600℃回火4h,用三维原子探针(3DAP)研究析出物的特征.结果显示,固溶后Ⅴ、Nb完全溶入基体;500℃回火后,基体中析出大量的C-Ⅴ-Nb细小粒子,Mo出现偏聚;600℃回火后,析出粒子数量减少,尺寸增大,C、Ⅴ、Nb和Mo的含量均增加,形成具有一定化学比的复合碳化物(Mo,Ⅴ,Nb)C.     

回火马氏体中合金碳化物的3D原子探针表征Ⅰ.形核

Nb-V微合金钢在1200℃固溶0.5 h后淬火,在450℃回火不同时间,用三维原子探针(3DAP)研究了回火过程中合金碳化物的形核规律.结果显示,淬火态Nb-V微合金钢在450℃回火时合金碳化物处于形核阶段,合金元素可通过动态再分配,实现渗碳体到合金碳化物的原位转变,或者在位错等缺陷处直接与C结合,完成合金碳化物的单独成核长大,或者偏聚在残余奥氏体/基体和未溶的AlN粒子/基体界面处,实现合金碳化物的异质形核长大.