含氮均匀的奥氏体试样制备及中温回火过程研究

研究了含氮量为2．6％-2．7％(质量分数)的过饱和奥氏体225℃回火过程及对应显微硬度的变化。利用640℃气体诊氮分段诊氮方法制备Fe—2．6％-2．7％N奥氏体试样。研究发现：γ—Fe(N)225℃回火时，先析出γ‘—Fe4N，1—2h之后形成α—Fe，3—3．5h分解速度很快，3．5h后只有少量γ—Fe(N)未分解，8—10h后γ—Fe(N)分解完全结束，最终形成α-Fe γ‘—Fe4N两相组织，15h之后分解产物粗化不明显。与此相对应，高氮奥氏体225℃回火8—15h之后显微硬度可超过1000HV0．025，之后稍有下降，但25h后仍然可以保持在900HV0．025以上。原奥氏体含氮量越高，分解速度越快，回火后的显微硬度值越大。     

高氮奥氏体中温转变高硬度的显微组织及其表征

通过对0．1mm厚的纯铁片在640~650℃气体渗氮的方法制备含氮量均匀的单一高氮奥氏体，其含氮量约为2．7wt．％。利用光学显微镜、X射线衍射和透射电子显微镜研究了高氮奥氏体中温转变后的显微组织，初步确定了高氮奥氏体中温转变产生高硬度的原因是由于晶内纳米级7＇-Fe4N相的析出后，在晶内形成（α-Fe＋γ/γ＇-Fe4N）微纳级的晶粒，由这些微纳米颗粒引起的显微晶界强化是高氮奥氏体中温转变组织具超过常规时效强化的高硬度。     

高氮奥氏体中温非连续相变TEM观察

用TEM对高氮奥氏体225℃中温回火3．5h的试样进行了仔细的观察。结果发现：高氮奥氏体在以连续相变方式析出弥散γ‘-Fe4N的同时，还存在几种不同形貌的非连续相变分解产物。除了常见的在晶界、位错、孪晶界等缺陷位置出现以非连续相变方式形成的层片状结构外，还在晶内发现有纺锤状的转变产物，它们沿一定的方位平行分布，其内部具有层片状的亚片条。晶界处的分解产物由γ‘-Fe4N和α-Fe两相平衡组织组成，其余都只发现γ‘-Fe4N与贫氮γ-Fe的两相亚稳定组织。作者认为：高氮奥氏体中温分解是个多种机制并存的复杂相变过程，有待进一步深入探讨。     

高氮奥氏体中温转变高硬度的显微组织及其表征

通过对0.1mm厚的纯铁片在640～650℃气体渗氮的方法制备含氮量均匀的单一高氮奥氏体,其含氮量约为2.7wt.%.利用光学显微镜、X射线衍射和透射电子显微镜研究了高氮奥氏体中温转变后的显微组织,初步确定了高氮奥氏体中温转变产生高硬度的原因是由于晶内纳米级γ′-Fe4N相的析出后,在晶内形成(a-Fe γ/γ′-Fe4N)微纳级的晶粒,由这些微纳米颗粒引起的显微晶界强化是高氮奥氏体中温转变组织具超过常规时效强化的高硬度.     

高氮奥氏体的中温转变行为

采用OM,XRD,SEM和TEM研究了由纯铁穿透渗氮所得高氮奥氏体经225℃中温转变后的显微组织,确定了转变产物的种类和形态.等温转变属于γ→α-Fe γ'-Fe4N上贝氏体转变,转变产物由α-Fe板条和γ'-Fe4N板条交替排列而成的贝氏体板条团以及离散分布在贝氏体团块间的残余奥氏体(γr)小团块组成.该贝氏体相变在晶界和晶内位错线上优先形核、长大,具有扩散型相变的特征,其领先相是γ'-Fe4N.γ'-Fe4N与奥氏体晶体结构上的相似性及界面良好的共格性,保证了γ'-Fe4N从奥氏体的顺利析出.     

Fe-N奥氏体中析出纳米级γ＇现象的初步研究

用TEM对640℃渗氮油淬,225℃等温3.5h的工业纯铁进行分析,观察部位的含氮量(w)约为2.2%～2.4%.在"未分解”的奥氏体选区衍射花样中γ＇-Fe4N和γ-Fe已明显分离为两套独立的斑点,在(200)γ＇的暗场像中显示出在高氮奥氏体内析出高密度纳米级沉淀γ＇,其平均尺寸约10nm,析出物之间的间距亦为纳米级.根据实验观察结果,提出用热处理方法制备大体积纳米材料的途径.     

高氮奥氏体中温转变产物的超高硬度

为了测定高氮奥氏体特殊的中温转变产物的硬度 ,用 0 1mm厚的薄片状纯铁试样于 6 4 0℃渗氮 ,获得高氮奥氏体 ,随后在 2 2 5℃等温至完全分解。用FM 70 0显微硬度计测量横截面上显微硬度 ,发现在接近试样表面处 (即含氮量接近氮在γ Fe中最大溶解度的高氮奥氏体中温分解产物 )的硬度超过反应烧结碳化硅和硬质合金 ,作者认为这种超高硬度与先前报道的高氮奥氏体中温转变形成的纳米级尺度的两相组织有关     

Fe-N奥氏体中析出纳米级(非汉字符号)现象的初步研究

用TEM对 6 40℃渗氮油淬 ,2 2 5℃等温 3 5h的工业纯铁进行分析 ,观察部位的含氮量 (w)约为 2 2 %～ 2 4%。在“未分解”的奥氏体选区衍射花样中γ′-Fe4N和γ -Fe已明显分离为两套独立的斑点 ,在 (2 0 0 ) γ′的暗场像中显示出在高氮奥氏体内析出高密度纳米级沉淀γ′,其平均尺寸约 10nm ,析出物之间的间距亦为纳米级。根据实验观察结果 ,提出用热处理方法制备大体积纳米材料的途径     

Fe—N奥氏体中析出纳米级γ′现象的初步研究

用TEM对640℃渗氮油淬,225℃等温3．5h的工业纯铁进行分析,观察部位的含氮量（w）约为2．2％－2．4％。在“未分解”的奥氏体选区衍射花样中γ′－Fe4N和γ′－Fe已明显分离为两套独立的斑点,在．（200）γ′的蝉场像中显示出在高氮奥氏体内析出高密度纳米级淀淀γ′,其平均尺寸约10mm,析出物之间的间距亦为纳米级。根据实验观察结果,提出用热处理方法制备大体积纳米材料的途径。     

18Mn-4Cr-0.4C-0.1N无磁钢的氮碳化物析出行为

采用金相组织分析、X射线衍射、电子探针显微分析等方法,研究了18Mn-4Cr-0.4C-0.1N无磁钢在800～950 ℃区间等温时效过程中氮碳化物的析出行为,并建立了氮碳化物的等温析出-溶解动力学曲线.结果表明,氮碳化物析出相M23(C,N)6和M7(C,N)3在奥氏体晶界析出,随着等温时间增加,析出数量增多,由粒状向链状聚集;进一步延长等温时间,两种析出相均发生分解,回溶到奥氏体中.M23(C,N)6和M7(C,N)3等温析出和分解的临界温度均为900 ℃,控制析出的临界冷却速度为25 ℃/min.