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摘 要由于奥氏体耐热钢的热传导率及成本问题，铁素体耐热钢成为了超超临界发电机组锅炉用钢的首要之选。
传统铁素体耐热钢主要依靠钢中Cr与O2生成的Cr2O3膜来提高其抗高温氧化性及其他性能，但在实际应用过程中发现，钢中添加过量Cr 会影响钢的高温蠕变性。
而在钢中加入Al元素后，所生成化合物作为增强第二相弥散在基体中，有利于高温蠕变性能的进一步提高。
因此，本文就主要以Al及改性添加剂Ni对钢组织及性能产生的具体影响进行了研究。
(1) 利用Thermo-Calc软件在已有T92钢的成分基础上进行成分的微调，微调主要集中在Al的添加及改性添加剂Ni含量的调整，从而设计出四组高铝钢。
通过对不同Al、Ni含量钢热力学平衡过程的模拟，研究了Al、Ni含量对钢平衡析出相及析出相组成的影响。
结果表明，Al、Ni含量变化对钢中M23C6型碳化物、Z相、σ相析出温度及析出量影响较大，对Laves相的析出温度及析出量影响较小；Al、Ni 含量变化对Laves相、M23C6型碳化物、Z相组成及组成含量影响较小，对σ相组成及组成含量具有较大影响。
(2) 利用材料相变分析仪对实验钢进行线膨胀测量，从而得出钢的相变温度，并对四组实验钢进行不同热处理工艺参数的制定，研究其加热过程及冷却、回火过程中的相变。
结果表明，实验钢的平衡相变温度随着Al元素的增加而升高；当钢中添加1w t%的Al元素，Ni含量由3.8w t%降低至1.4w t%后，钢中板条状马氏体组织全部变为针状马氏体组织。
(3) 利用Gleeble-3800热模拟机对实验钢进行等温恒应变速率热压缩实验，研究了Al、Ni含量及变形温度、应变速率对热变形行为、热变形激活能及本构方程的影响，得出四组实验钢的热激活能分别为531.825、458.873、492.812和430.874kJ/mol。
结果表明，同T92钢相比，Al的添加及Al含量的增大明显降低了铁素体耐热钢的加工难度。
什么是475℃脆性和σ相脆性化(1)475℃脆性铬含量大于15%的铁素体钢、铁素体含量较高（不小于15%）奥氏体不锈钢和双相不锈钢，在400～500℃较长时间保温会产生强烈脆性化，并使钢的强度、硬度显著提高，因为是在475℃附近最易出现，所以叫475℃脆性。
产生475℃脆性的原因是α’相的析出。
α’相是种富Cr相，含Cr量可高达61%～82%，含铁量为37%～17.5%，尺寸为10～20nm，此相具有体心立方结构且无磁性，晶格常数为0.2877nm，介于铁与铬的晶格常数之间。
图1-9是Fe-Cr合金中α’相存在的相图，从相图中可以看出，α’相的产生是由于520℃以下σ→α+α’反应的结果。
由于α’相析出较为缓慢，因此，从α’相在α相的溶解度线以上加热所得到的单相α，即使在空冷的条件下，也不会有α’相的析出。
只有在520℃以下长时间保温，α’相才会析出，从而导致钢的脆化。
当重新加热到550℃以上时。
由于α’相的溶解，又会使钢的塑性、韧性得到恢复。
由于α’相析出是在铁素体基础上，铁素体含量增加就是增加475℃脆性的敏感性。
(2)σ相脆化铁素体不锈钢或含有铁素体的不锈钢，在500～925℃范围内加热或停留时，就会产生严重的脆化，也就是σ相的析出脆化。
在不锈钢中σ相的名义成分是Fe、Cr，但实际上由于Ni、Mo等原子参与析出，该相的实际成分应为(FeNi)x(CrMo)y, σ相是一种无磁且具有高硬度的脆性相。
σ相析出会引起不锈钢的韧性下降。
由于σ相富Cr，还会富Mo、Si，因而在其周围常常会出现贫Cr（或MO、Si）区，或由于σ相本身的选择性溶解而降低钢的耐蚀性。
实践表明，在常温下使用的不锈钢是会析出σ相的，但在一定温度下，不锈钢中的铁素体会促进σ相析出，一般认为σ相直接产生于铁素体相，即α→σ转变。
因此，铁素体形成元素会促进σ相析出。
在含有铁素体组织的不锈钢（如铁素体不锈钢、双相不锈钢及含有一定铁素体的奥氏体不锈钢）都比较容易产生σ相脆化。
在高温下铁素体的变化在高温下，铁素体的晶体结构和性质会发生明显的变化。
以下是有关高温下铁素体变化的相关内容。
1. 铁素体的相变:在高温下，铁素体会发生几个重要的相变，包括随温度的升高依次出现的α-γ相变，过冷α相产生，α-δ相变等。
- α-γ相变: α-Fe变为γ-Fe相，该相变常在约912℃发生。
α-Fe 为体心立方结构，γ-Fe为面心立方结构。
γ-Fe具有更大的晶格常数和更强的磁性，而且是非磁性的。
- α-δ相变: α-Fe变为δ-Fe相，该相变发生在高温下，约在1392℃左右。
δ-Fe具有体心立方结构，晶格常数更大。
2. 高温下的晶体结构变化:高温下，铁素体的晶体结构会发生变化，从体心立方结构变为面心立方结构。
这导致其晶格常数的增大和晶体的密度降低。
面心立方结构的铁素体相对于体心立方结构的铁素体，具有更高的热膨胀系数。
3. 晶体缺陷的生成:高温下，晶体缺陷的生成会增加。
铁素体中常见的晶体缺陷有点缺陷、间隙和脆裂等。
这些缺陷对铁素体的力学性能、热稳定性和导电性能都有一定的影响。
4. 磁性的变化:在高温下，铁素体的磁性会发生变化。
α-Fe为铁素体的磁性相，在高温下磁性逐渐减弱直至消失。
而γ-Fe相对于α-Fe相有更强的磁性。
5. 热膨胀系数的变化:高温下，铁素体的热膨胀系数会增大。
这是因为高温下晶体结构的变化导致晶格常数的增大，从而使铁素体在加热条件下呈现出更大的膨胀比例。
6. 物理性质的变化:高温下，铁素体的物理性质会发生变化。
热导率、电导率等物理性质会随温度的升高而增加。
此外，高温下铁素体的硬度也会下降，使其变得更易形变。
7. 环境腐蚀性的变化:高温下，铁素体的抗腐蚀性能会降低。
铁素体在高温、湿气和腐蚀介质的作用下容易产生腐蚀，会加速铁素体的氧化和金属离化。
总的来说，高温下铁素体的变化主要包括相变、晶体结构的变化、晶体缺陷的生成、磁性的变化、热膨胀系数的变化、物理性质的变化和环境腐蚀性的变化等方面。
在高温下，铁素体（Ferrite）会经历以下变化：
反相变：在高温下，铁素体会发生反相变，即由α铁素体转变为γ铁素体。
反相变温度取决于合金元素的组成和含量，一般在约727摄氏度以上发生。
固溶度增加：高温条件下，铁素体的固溶度会增加。
这意味着其他合金元素（如碳、铬、钼等）在铁素体晶格中的溶解量会增加，导致合金的组织和性能发生变化。
晶粒长大：在高温下，铁素体的晶粒会继续长大。
这是由于高温下原子的扩散速率加快，使得晶界迁移和晶粒长大更加容易。
这可能导致铁素体的晶粒尺寸增大，影响材料的织构和力学性能。
磁性变化：高温下，铁素体的磁性会发生变化。
铁素体属于铁磁材料，但在高温下，磁性逐渐减弱，直至失去磁性。
这是由于高温下热激发的热能会破坏铁素体的磁畴结构。
铁素体的变化在不同合金和温度条件下可能会有所不同。
此外，其他合金相和相变也可能与铁素体共存或发生变化，这取决于合金的组成和热处理条件。
因此，在具体的材料和工艺条件下，对于高温下铁素体的变化，需要进行具体的实验和分析研究。
在高温下铁素体的变化在高温下，铁素体会经历一系列的变化，如相变、晶粒长大以及相互作用的变化等。
下面将对这些变化进行详细探讨。
首先，高温会引发铁素体的相变。
铁素体与奥氏体是铁的两种常见晶体结构，高温下铁素体会向奥氏体相变。
这是因为高温下原子的热运动加剧，原子与晶格点之间的相互作用减弱，导致铁素体的原子排列方式发生变化。
奥氏体具有更密排的结构，因此在高温下更稳定。
其次，高温还会导致铁素体晶粒的长大。
晶粒是固体中最小的晶体单元，铁素体的晶粒大小对其物理和力学性能具有重要影响。
在高温下，晶粒内原子的热运动增强，有利于晶粒的蠕变和再结晶。
晶粒的长大是由于晶粒边界的相互扩散和晶粒内的原子重排。
晶粒长大可以改变材料的力学性能，如增加材料的硬度和强度。
此外，高温下铁素体的相互作用也会发生变化。
晶粒边界是不同晶粒之间的分界面，晶体中晶粒边界的性质对材料的性能有重要影响。
在高温下，晶粒内原子的热运动增强，使晶粒内的原子可以通过晶粒边界相互交换和扩散。
这样，不同晶粒之间的原子相互作用会加强，晶粒边界的能量也会降低。
此外，高温还可以使晶粒边界的能量达到最小值，从而提高材料的稳定性。
最后，高温下还会出现其他一些变化，如析出相的形成和原子扩散的增强。
在高温下，原子的热运动加剧，使得在铁素体中析出相更容易形成。
析出相可以改变材料的组织和性能，如增加硬度和强度。
此外，高温还会增加原子的扩散速率，促进原子在晶粒边界的扩散和扩散。
原子扩散是材料相互作用和反应的基础，对材料的性能和稳定性有重要影响。
综上所述，高温下铁素体会经历相变、晶粒长大、相互作用变化等一系列变化。
这些变化是由于高温下原子的热运动增强，导致铁素体的原子排列方式发生变化和晶粒边界的相互作用加强。
理解和掌握高温下铁素体的变化可以为材料的设计和制备提供重要的理论指导。
第４５卷第５期金属学级Ｖ０１．４５Ｎｏ．５２００９年５月第６２５－－－６２９页ＡＣＴＡＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡＭａｙ２００９ＰＰ．６２５－６２９ｖ（ｃ，Ｎ）在Ｖ．Ｎ微合金钢铁素体中的析出动力学方芳雍岐龙杨才福张永权（钢铁研究总院结构材料研究所，北京１０００８１）木摘要Ｖ—＿Ｎ微合金钢的Ｃ含量（质量分数）在０．０５％—ｍ．３０％范围内变化时，ｖ（ｃ，Ｎ）在铁索体中析出开始时间随温度降低单调增加．实验得到的开始析出点是在７５０℃时的１０Ｓ左右，含Ｃ量不同的４种钢得到的形核率一温度（ＮｒＴ）曲线和析出一温度一时问（ＰＴＴ）曲线单调变化的趋势相同．热力学与动力学计算得到的不同ｃ含量钢中的ｖ（ｃ，Ｎ）形核驱动力非常接近，其ＮｒＴ和ＰＴＴ曲线随Ｃ含量无明显变化．实验与计算均证实，实验钢的Ｃ含量在ｏ．０５％—＿０．３０％范围内变化时，ｖ（ｃ，Ｎ）在铁索体中的析出动力学无明显差异．关键词Ｖ—Ｎ微合金钢，ｖ（ｃ，Ｎ）析出，ＮｒＴ曲线，ＰＴＴ曲线，Ｃ中图法分类号ＴＧｌ４２．３文献标识码Ａ文章编号０４１２－１９６１（２００９）０５－０６２５—０５ＰＲＥｃＩＰＩＴＡＴＩＮＧＫＩＮＥＴＩＣＳｏＦｖ（ｃ，Ｎ）ＩＮＦＥＲＲＩＴＥ０ＦＶ～ＮＭＩＣＲｏＡＬＬｏＹＩＮＧＳＴＥＥＬＦＡＮＧＦ０伽，ＹＯＮＧＱｉｌｏｎｇ，ＹＡＮＧＣａ咖，ＺＨＡＮＧＹｏｎｇｑｕａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＭａｔｅｒｉａｌ，ＣｅｎｔｒａｌＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｔ：ＹＯＮＧＱｉｌｏｎｇ，ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ，Ｔｅｌ：（０１０）６２１８３６１６，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｏｎｇｑｌ＠１２６．ｃｏｍＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．５０４４１０３２）Ｍａｎｕｓｃｒｉｐｔｒｅｃｅｉｖｅｄ２００８－０５—１６，ｉｎｒｅｖｉｓｅｄｆｏｒｍ２００８－０９－０２ＡＢＳＴＲＡＣＴＡｍｏｄｅｌｈａｓｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｋｉｎｅｔｉｃｓｏｆｔｈｅｔｅｒｎａｒｙｖ（ｃ．Ｎ１ｐｈａｓｅｗｉｔｈｉｎｆｅｒｒｉｔｅｉｎｖａｎａｄｉｕｍ—ｎｉｔｒｏｇｅｎｍｉｃｒｏａｌｌｏｙｉｎｇｓｔｅｅｌ．Ｔｈｉｓｍｏｄｅｌｉｓｂａｓｅｄｏｎｃｌａｓｓｉｃａｌ１１ｕ－ｃｌｅａｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙ，ｅｘｔｅｎｄｅｄｔｏａｃｃｏｕｎｔｆｏｒｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｒｏｎｓｎｕｃｌｅａｔｉｏｎｏｎｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎａｎｄｋｉｎｅｔｉｃｃｕｒｖｅｓｏｆｔｅｒｎａｒｙｐｈａｓｅｓｅｘｉｓｔｅｄｉｎｍｉｃｒｏａｌｌｏｙｉｎｇｓｔｅｅｌｓ．Ｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｈａｖｅｂｅｅｎｔｅｓｔｅｄａｇａｉｎｓｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａ，ｂｏｔｈｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｅｄｎｕｃｌｅａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｋｉｎｅｔｉｃｃｕｒｖｅｓｏｆＶ（Ｃ，Ｎ）ａｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔ（ｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｌｒａｎｇｅｄｉｎ０．０５％—－０．３０％ｏｎｔｈｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｋｉｎｅｔｉｃｓｏｆｖ（ｃ，Ｎ１Ｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ，ｗｉｔｈｆｏｕｒｔｅｓｔｅｄｓｔｅｅｌｓｗｈｉｃｈａｒｅＲｅ—０．０８Ｖ—０．０２ＮｗｉｔｈｌＯＷａｎｄｍｉｄｄｌｅｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔｓａｓ０．０５％，０．１０％．０．２０％ａｎｄ０．３０％．ＷｈｅｎｍａｋｉｎｇｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｅｎｅｒｇＹ盯ｌｉｎｅａｒｔｏｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｎｄｃｈｏｏｓｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒ１７ｃｏｒｒｅｃｔｌｙ，ｔｈｅｒｍｏ－ｄｙｎａｍｉｃｓａｎｄｋｉｎｅｔｉｃｓｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｈｅｎｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｉＳａｓｈｉｇｈａｓ０．０２％．ｔｈｅｄｒｉｖｉｎｇｆｏｒｃｅｓｏｆｖ（ｃ，Ｎ）ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｗｉｔｈｉｎｆｅｒｒｉｔｅｏｆｔｈｅｆｏｕｒｔｅｓｔｅｄｓｔｅｅｌｓａｒｅｖｅｒｙｃｌｏｓｅ；ｔｈｅｎｕｃｌｅａｔｉｏｎｒａｔｅ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（ＮｒＴ）ａｎｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－ｔｉｍｅ（ＰＴＴ）ｃｕｒｖｅｓｅｘｈｉｂｉｔｍｏｎｏｔｏｎｏｕｓｗｉｔｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．ａｎｄｈａｖｅａｌｍｏｓｔｎｏｃｈａｎｇｅｓｗｉｔｈｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔ．Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈｅｓａｍｅｔｒｅｎｄｏｆｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ：ｔｈｅｓｔａｒｔｔｉｍｅｏｆｖ（ｃ，Ｎ）ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｗｉｔｈｉｎｆｅｒｒｉｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｍｏｎｏｔｏｎｏｕｓｌｙｗｉｔｈｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．ａｎｄｔｈｅｓｈｏｒｔｅｓｔｔｉｍｅｉｓａｂｏｕｔ１０Ｓａｔ７５０℃．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍｏｄｅｌａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｍｏｎｏｔｏｎｉｃａｌｔｅｒａｔｉｏｎｏｆＮｒＴａｎｄＰＴＴｃｕｒｖｅｓｏｆｖ（ｃ，Ｎ）ｃａｎｗｅｌｌｅｘｐｌａｉｎｔｈｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｏｆｉｎｔｅｒ—ｐｈａｓｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｅａｓｏｎｏｆｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｏｃｏｏｌｉｎｇｒａｔｅａｎｄｃｏｉｌｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｏｒＶ－Ｎｍｉｃｒｏａｌｌｙｉｎｇｓｔｅｅｌ．ＫＥＹＷｏＲＤＳＶ—Ｎｍｉｃｒｏａｌｌｙｉｎｇｓｔｅｅｌ，ｖ（ｃ，Ｎ）ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎｒａｔｅ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（ＮｒＴ）ｃｕｒｖｅ，ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－ｔｉｍｅ（ＰＴＴ）ｃｕｒｖｅ，Ｃ许多合金材料在热处理及高温服役条件下表现出复牛国家自然科学基金资助项目５０４４１０３２收到初稿日期：２００８＿旬５～１６，收到修改稿日期：２００８￣０皿旬２作者简介：方芳，女，１９８２年生，博士生杂的析出过程，因此，合理预测合金材料的组织演变，进而预测其性能及使用寿命具有重要意义．基于经典形核理论，目前预测钢中第二相析出动力学有许多方法，如锐界面法［１１、调幅分解理论【２１、Ｊ—Ｍ—Ａ法（耦合Ｊｏｈｎｓｏｎ－Ｍｅｈｌ—Ａｖｒａｍｉ方程法）【引、ＷａｇｎｅｒＫａｍｐｍａｎｎ模型【４１，万方数据６２６金属学报第４５卷多组分和局部平衡法【５Ｊ、ＳＦＦＫ（ＳｖｏｂｏｄａＦｉｓｃｈｅｒＦｒａｔｚｌＫｏｚｅｓｃｈｎｉｋ）模型【６Ｊ等．其中，Ｊ—Ｍ—Ａ法是处理析出动力学问题的一个较为全面的理论，但是由于动力学参量需要与合金及工艺进行匹配，因此，有必要对不同的合金体系及工艺条件下各参数的选取进行深入研究．在Ｖ—Ｎ微合金钢的轧制生产中，ｖ（ｃ，Ｎ）很难在奥氏体中完全析出，轧后冷却过程中，大量剩余的Ｖ原子将在，ｙ／Ｑ相间或位错线上与Ｃ和Ｎ结合，以第二相粒子的形式析出．本文将理论计算与实验相结合，研究了含Ｎ量较高的Ｎ—Ｖ微合金钢中ｖ（ｃ，Ｎ）在铁素体中的析出过程，以及Ｃ含量对其形核率一温度（ＮｒＴ，ｎｕｃｌｅ－ａｔｉｏｎｒａｔｅ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）和析出一温度一时间（ＰＴＴ，ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－ｔｉｍｅ）曲线的影响，这将进一步提高析出动力学模型的准确性，并为实际工业生产提供一定的理论指导．１实验方法实验用钢经真空感应炉冶炼后，浇注成４０ｋｇ的钢锭，其化学成分见表１．制备热处理试样的工艺流程如下：（１）将钢锭锻造成４０ｍｉｎｘ１３０ｍｍｘＬ的板坯（其中，三为板坯长度）；（２）将板坯加热到１２００℃保温２ｈ后，分３道次轧制成１２ｍｍ×１３０ｍｍｘＬ的钢板，终轧温度控制在８５０．—８７０℃，轧后空冷；（３）将钢板机加工成边长为８ｎｌｎ的方形试样．将制备好的试样在１２００℃保温５ｍｉｎ后立即盐水淬火，然后加热到不同温度进行时效处理．由热力学软件Ｔｈｅｒｍｏ－Ｃａｌｃ计算可知（图１），不同温度条件下，Ｃ含量对实验钢ｖ（ｃ，Ｎ）析出量的影响不大．因此４种实验钢选取的时效温度相同，分别为７５０，７００，６７０，６５０，６００和５７０℃；对应的时效时间分别选取１０（１０２／２），３２（１０３／２），１００（１０４／２），３１６（１０５／２），１０００（１０６／２）和３１６２（１０７／２）Ｓ．所得的试样经机械打磨和抛光后，用ＶＮ一５硬度计测量其硬度，根据其硬度值测定实验钢回火组织中第二相粒子的静态析出一温度一时间（ＰＴＴ）曲线．表１实验钢的化学成分Ｔａｂｌｅ１Ｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｅｅｌｓ（ｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎ，％）ＡｌｌｏｙＣＭｎｓｉＶＮＳＰＡｌＦｅＮｏ．１０．０５１．２６０．２０．０７２０．０１９０．００５０．００７９＜Ｏ．００５Ｂａｌ．２０．ｉ０１．４５０．２６０．０７２０．０２１０．００４０．００５＜０．００５Ｂａｌ．３０．２０１．５００．２８０．０８２０．０２１０．００４０．００５＜０．００５Ｂａｌ．图１热力学计算的４种实验钢中ｖ（ｃ，Ｎ）析出的体积分数随温度的变化曲线Ｆｉｇ．１Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎ＂ｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｕｒｖｅｓｏｆｖ（ｃ，Ｎ）ｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙＴｈｅｒｍｏ－Ｃａｌｃｆｏｒｔｈｅｆｏｕｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｅｅｌｓ（ｎｏｏｂｖｉｏｕｓｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｍｏｎｇ４ｃｕｒｖｅｓ）圉２４种实验钢中ｖ（ｃ，Ｎ）在铁素体中的析出温度与开始析出时间（ＰＴＴ）曲线Ｆｉｇ．２Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－ｓｔａｒｔｔｉｍｅ（ＰＴＴ）ｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｆｏｕｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｅｅｌｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｍｅａｓｕｒ－ｉｎｇｔｈｅｈａｒｄｎｅｓｓｏｆｖ（ｃ，Ｎ）ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓｉｎｆｅｒｒｉｔｅ氮化物在奥氏体或铁素体中析出时，其ＰＴＴ曲线一般呈现＊Ｃ＊形［７，８１或“Ｓ”形［９１．图２是根据时效硬度法测得的实验用钢的ＰＴＴ曲线．与传统碳氮化物不同，Ｎ含量较高的Ｎ—Ｖ微合金钢的ＰＴＴ曲线单调变化．由于实验钢中Ｎ含量较高，ｖ（ｃ，Ｎ）在铁素体中的开始析出时间较短（７５０℃等温１０Ｓ左右就会析出）．从图２还可以看出，４种实验钢的ＰＴＴ曲线非常接近，因此可以认为，Ｃ含量对ｖ（ｃ，Ｎ）在铁素体中的析出影响较小，几乎可以忽略．３析出动力学模型的建立４０．３０１．５００．２７０．０７８０．０１９０．００４０．００５＜ｏ．００５Ｂａｌ．３．１热力学计算——Ｖ—Ｎ微合金钢中，由于ＶＮ和ＶＣ之间可以完全２实验结果互溶而形成ｖ（ｃ，Ｎ），因此可认为ｖ（ｃ，Ｎ）中无间隙原根据扩散型相变热力学和动力学原理，微合金碳氮化子缺位．若假设Ｃ的占位分数为ｚ，则Ｎ的占位分数为物的析出行为受到形核驱动力和原子扩散的共同影响．碳１一ｚ．。
1. F 、P 与Fe 3C 相比较，（珠光体）强度最高。
2. 奥氏体的最大溶解度是Ｃ％＝＿2.11%＿，高温铁素体的最大溶解度是Ｃ％＝＿0.09%。
3. 碳在α－Ｆｅ中的间隙固溶体称为 铁素体 ，它具有 体心立方 晶体结构，在 727 ℃时碳的最大溶解度为 0.0218 ％。
4. 在室温下，４５钢的相组分是 F+Fe 3C （或铁素体+渗碳体），组织组分是 F+P （铁素体+珠光体） 。
5. 珠光体本质上是 铁素体（F ） 和 渗碳体（Fe 3C ） 组成的共析机械混合物；而高温莱氏体则是 奥氏体（A ）和 渗碳体（Fe 3C ）组成的共晶机械混合物。
6. 某钢试样在显微镜下观察，其组织为珠光体和铁素体各占５０％，试求该钢的含碳量？是什么钢号？7. 默画出经简化的Fe - Fe 3 C 相图，注明重要点的符号及其成分、温度， 并分别以相组分、组织组分的形式标注相图中各区域。
8. 一退火碳钢的硬度为150HBS ：① 求该钢的含碳量； ② 计算该钢组织中各组织组分的相对百分含量；③ 画出其组织示意图，并于图中标出各组织组分的名称。
（已知珠光体的硬度为200HBS ，铁素体的硬度为80HBS ）。
9.现有Ａ、Ｂ两种铁碳合金。
Ａ的显微组织为珠光体量占７５％，铁素体量占２５％；Ｂ的显微组织为珠光体量占９２％，二次渗碳体量占８％。
请计算并回答：(1) 这两种铁碳合金按显微组织的不同分属于哪一类钢？(2) 这两种钢铁合金的含碳量各为多少？(3) 画出这两种材料在室温下平衡状态时的显微组织示意图，并标出各组织组成物的名称。
解：(1) Ａ：亚共析钢； Ｂ：过共析钢。
(2)：① 设Ａ钢的含碳量为ｘ1 ：Ｐ％ ＝0008.077.00008.01--x ＝７５％ , ｘ1≈０．７７％×７５％≈０．５８％或: Ｆ％＝ ＝２５％ , Ｘ1＝０．７７－０．７７％×２５％≈０．５８％答：Ａ钢的含碳量为０．５８％。
