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钢中析出相定量分析技术及其应用_许荣昌(2)

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国内外LNG储罐用钢的发展与标准体系探讨

国内外LNG储罐用钢的发展与标准体系探讨

压 力容器 用 含镍 钢 ， 表 ２所示 。板 实 物质 量 稳 定 如
提 高和达 到 国际先 进水 平 ， 能 推动企 业技 术进 步 ， 也
５ 一 ０ 的残余奥氏体 ， ％ １％ 这部分奥氏体在回火过程 中 由马 氏体 逆转 变 而 来 ， 布 在 马 氏 体板 条 间和 原 分
奥 氏体 晶界 处 ， 故称 为 逆转 变 奥 氏体 。 由 于逆 转 变 奥 氏体 的析 出是 ９ Ｎ 钢 在 回火过 程 中最 主要 的组 ％ ｉ
常规 ９ ｉ 的组 织 主要 为低碳 板 条 马 氏体 及 ％Ｎ 钢
９ ｉ 板 系列 ， 本 标 准 能 够 满 足 Ｌ Ｇ储 罐 、 Ｎ Ｎ钢 使 Ｎ ＬＧ
船 舶 的设 计 和建 造要 求 ， 能促 进 我 国生 产 的低 温 并
体， 使基 体 的低 温韧 性得 到显 著 的改 善 。
莱钢 科技
２１ ０ ２年 ８月
组为碳 经５５℃火处后 ２国 外Ｎ用 的 准 系 析 织低，晨 ５～０ 回，理 的 内 Ｌ 钢 标 体 分 马体 ０ ８ 豇 氏 Ｇ
～ ～ 门 ¨ ｎ 不
。
实验 表 明 ： 随着 Ｎ 含 量 的 增 加 ， 的使 用 温 度 ｉ 钢 可更 低 ， 每增 加 １ 的镍 含 量 ， 性 临 界 转 变 温度 约 ％ 脆
同性 能 要求 ， 而采 用 不 同工 艺路 线 、 同交 货 状 态 。 不
成 和 ＾ ｙ固溶 体 ， 它扩 大 相 区 ， 形成 和稳 定 奥 是 氏体 的元 素 。镍 使 钢 的 等温 转 变 曲线 移 向右 下 方 ，
且 随镍 含量 增加孕 育期 加 长 ， 变速 度减小 ， 而降 相 从
只规定 上 限 ， 既体 现标 准最 大 自由度 原则 ， 给生 产 也 厂 创造 了选 择 生产 成本 最低 工艺 路线 的条 件 。一 般 认 为碳 、 、 、 、 等 元 素使 低 温 韧 性 恶化 ， 中 硅 磷 硫 氮 其 磷 的危 害 最大 ， 以在 冶 炼 中应 早期 低 温 脱 磷 ， 、 所 锰

双相钢析出相

双相钢析出相

双相钢析出相
双相钢在热处理或焊接过程中会发生析出现象，其中最常见的析出相为σ相、y相等。

这些析出相大多由铁素体转变而来，其中σ相富含Cr、Mo元素，具有硬而脆的特点，会严重降低材料的机械强度，同时其析出导致周围基体贫Cr及自身的溶解，使钢的耐蚀性降低。

此外，双相钢中的σ相最初在双相钢界面形核，并向铁素体长大，形成的σ相周围铬、钼等元素贫化，导致随后形成奥氏体。

而二次奥氏体γ2的析出在氮含量较高的超级双相不锈钢的多层焊中容易发生。

对于双相钢的生产，在适当的固溶退火温度下进行固溶退火处理，然后立即水淬，可以得到较好的结果。

同时，在焊接过程中，由于局部加热和冷却速度的变化，双相不锈钢的晶界会发生变化，导致金属间相的析出。

这些金属间相会影响材料的力学性能和耐腐蚀性能。

因此，在生产和使用过程中需要控制好温度、冷却速度和合金元素含量等因素，以获得最佳的材料性能。

同时，对于不同型号的双相不锈钢材料也需要根据其特点进行合理的焊接和热处理工艺设计，以充分发挥其优良的性能。

船板钢的发展与生产技术_许荣昌

船板钢的发展与生产技术_许荣昌

专论与综述船板钢的发展与生产技术许荣昌(技术研发中心)摘要:介绍了船板钢的发展趋势、冶炼技术、成分控制、纯净度要求,对船板钢的轧制技术进行了概述,重点综述了高强度船板钢的生产技术。

关键词:船板钢高强度钢生产技术The D evelop m e nt of Steel for Boat Deck and its Productive Techno l o gyXu Rongchang(The T echn ica lR&D C enter)Abst ract:The deve l o p m enta l trend,s m e lti n g techn i q ue,co mpositi o n contro l and purity require m en ts of stee l for boat deck are presented and its rolling technique su mm arized,w ith t h e stress on the productive techn ique for high strength steel f o r boat deck1K ey w ords:steel for boa t deck;high strength stee;l pr oductive techn i q ue1前言目前,宽厚板生产的主要品种有碳素结构钢板、优质碳素结构钢板、低合金高强度结构钢板、造船用钢板、管线用钢板、工程机械用钢板、汽车大梁板、桥梁板等,船板钢是宽厚板的主要专用板品种之一。

中国是造船业大国,对船板钢的需求越来越大,同时船舶的大型化、高速化以及海洋油气田的开发,为高强度船体结构钢的应用提供了广阔的应用前景,所以有必要对船板钢的发展趋势、生产技术特别是高强船板钢的生产控制技术进行研究。

2船板钢的发展概况造船用宽厚钢板钢种包括一般强度船板(A-E),高强度船板(AH32-E H40),超高强度船板钢(AH42-FH69),船用锅炉板,造船及海洋平台用Z 向钢板等。

《硼对超级奥氏体不锈钢S31254析出相影响规律研究》

《硼对超级奥氏体不锈钢S31254析出相影响规律研究》

《硼对超级奥氏体不锈钢S31254析出相影响规律研究》篇一摘要：本文主要探讨硼元素对超级奥氏体不锈钢S31254的析出相的影响规律。

首先通过介绍不锈钢和硼元素的基础知识作为研究背景，进而探讨S31254在硼元素的作用下析出相的规律性变化。

研究通过实验手段分析，利用金相显微镜、电子显微镜等技术，结合现代分析手段对S31254钢中的析出相进行了详细的观察和分析。

文章旨在通过系统性的实验和分析，揭示硼元素在超级奥氏体不锈钢S31254中影响析出相的规律，为优化不锈钢的成分设计和性能提供理论依据。

一、引言超级奥氏体不锈钢S31254以其卓越的耐腐蚀性、高强度和良好的加工性能等优点，在石油化工、海洋工程、核电等重要领域得到了广泛应用。

然而，其性能的优化和改进一直是研究者们关注的焦点。

近年来，微量元素如硼的添加对不锈钢性能的影响逐渐受到重视。

因此，研究硼对超级奥氏体不锈钢S31254析出相的影响规律，对于优化不锈钢的成分设计和性能具有重要价值。

二、材料与实验方法本文选取了含有不同硼含量的S31254超级奥氏体不锈钢作为研究对象。

实验过程中，通过金相显微镜、电子显微镜等手段对S31254钢中的析出相进行了详细的观察和分析。

同时，结合现代分析手段如X射线衍射、电子探针等，对析出相的成分、结构、形态等进行深入分析。

三、硼对S31254钢析出相的影响规律1. 硼对析出相类型的影响实验结果表明，随着硼含量的增加，S31254钢中的析出相类型发生了明显变化。

低硼含量时，析出相主要为MC型碳化物；随着硼含量的增加，析出相逐渐转变为B型硼化物和M2B型复合硼化物。

这表明硼元素的添加可以改变S31254钢中的析出相类型。

2. 硼对析出相形态和分布的影响硼元素的添加对S31254钢中析出相的形态和分布产生了显著影响。

低硼含量时，析出相呈颗粒状，分布较为均匀；随着硼含量的增加，析出相逐渐长大并呈片状或棒状分布，且分布密度增加。

这表明硼元素的添加可以改变析出相的形态和分布情况。

钢中析出相定量分析技术及其应用_许荣昌(2)

钢中析出相定量分析技术及其应用_许荣昌(2)
析出相定量分析包括以下五个方面内容: 分解 基体, 提取第二相; 混合相进行分离; 对提取相和分 离相进行 X - 射线衍射相鉴定; 相中各元素的测定; X- 射线小角散射法测定析出相的粒度分布。
析出相的电化学提取原理是把合金试样作为阳 极, 在外电场作用下与电解液 ( 表 1) 发生电化学反 应, 进行选择性溶解的方法。利用不同相 (基体, 化
in stee,l emphatically introduces the nat iona lly advanced exper im enta l techno logy for steel precipitated phase ana ly-
sis developed by the T echn ica l R&D C enter o f L aiw u Steel Group, L td and its application fie lds, and describes the
析出相大部分由过渡金属所组成, 其组成式随 合金加入元素种类和数量不同而改变, 因此它们的 点阵常数是变化的。
3 析出相定量分析技术
莱钢技术研发中心的析出相定量分析技术采用 电解法, 使相分析技术比卤素法、酸法、置换法等技 术更加先进, 不但能提取钢和合金中的稳定相, 而且 在选择合适的电解液, 电流密度、pH 值、温度、时间 的情况下, 也可以定量提取一些不稳定的相。 3. 1 析出相提取基本原理
2 析出相的种类与结构
碳素钢属于 F e- C 合金, 含有 Si、M n、S、P、O、 N、H 以及少量的其它合金元素 ( A l、M g、C a等 )。碳 的影响最大, 为了提高钢的性能加入第三元素, 第三
作者简介: 许荣昌 ( 1971 - ) 男, 汉族, 2006年 毕业 于北京 科技 大学材料加工工程专业, 博士, 高级工 程师, 主要 从事冶金 质量、 多相组织控制技术研究工作。

钢中析出相场发射扫描电镜的自动统计分析技术研究

钢中析出相场发射扫描电镜的自动统计分析技术研究

钢中析出相场发射扫描电镜的自动统计分析技术研究崔桂彬;鞠新华;严春莲;郝京丽;杨瑞【摘要】以往对析出相的研究均是通过透射电镜来获取析出相的成分、数量和尺寸等数据,难以实现析出相的自动统计分析.因此,为了实现自动统计分析,借助场发射扫描电镜(FE-SEM)与能谱分析软件Feature功能详细地研究了钢中析出相的自动统计分析技术,特别是对该方法中的样品制备、组织类型、析出相以及参数的设置与选择等主要影响因素进行了细致的分析.研究结果表明,实验最佳条件为采用化学侵蚀法、10000倍的放大倍数、阈值为110～255,总分析面积不超过0.1 mm2.考虑到设备分辨率的影响,该实验方法只能对50nm以上的析出相进行统计分析,结合700L钢的实验结果可知,其析出相的种类有碳氮化钛和碳氮化钛与铌的复合析出,所占比例分别为58％和42％,50～200nm析出相数量较多.【期刊名称】《冶金分析》【年(卷),期】2019(039)002【总页数】6页(P17-22)【关键词】析出相;自动统计分析;纳米尺度;场发射扫描电镜【作者】崔桂彬;鞠新华;严春莲;郝京丽;杨瑞【作者单位】首钢集团有限公司技术研究院检测中心,北京 100043;首钢集团有限公司技术研究院检测中心,北京 100043;首钢集团有限公司技术研究院检测中心,北京 100043;首钢集团有限公司技术研究院检测中心,北京 100043;首钢集团有限公司技术研究院检测中心,北京 100043【正文语种】中文【中图分类】TF76;TG142.2以往的研究表明[1]，为了提高钢的力学性能，往往需添加一定量的微合金元素，如Ti或Nb等，通过析出强化作用以达到提高性能之目的，而析出强化效果取决于析出相的形态、尺寸和分布状态。

通常析出相的尺寸越细小(10nm以内)，形态越圆，越弥散分布对性能的贡献就越大，反之，若析出相的尺寸过大，形态不规则，分布不均则会大幅度降低钢的性能[2]，因此钢中析出相的尺寸、形态的精确测量和自动统计就显得尤为关键。

钢加热过程中析出相的析出温度和溶解温度的测量


拟计算法 。其 中，机械法还包括微蠕变法 、间断 压缩法、热扭转法和应力驰豫法 ；热力学模拟
用钢的平衡态析出相的析出温度、溶解温度及其
他相 变温 度 。
计算是根据热力学经验公式推导析出相的析 出温
度和溶解温度 ，但是该结果一般与真实结果有一 定差距。由此也知 ，没有一种能够给出无应力加 载状态下析出相的析出温度和溶解温度的测量方
蔡
１ 热力学计算
１ １ 试 验 用钢 化学成 分 ．
试验用钢化学成分见表 ｌ 。
宁 ： ０ ５年毕业于清华 大学 ， 士 ，现在首钢技术研究 院从事 ２０ 博 透射电镜 的检验 工作 ，高级工程师 。收稿／ Ｏ ２０ －７ ２ １ — １１
表 １ 试 验 用 钢 化 学 成 分
成
含 成 含
钢 加 热 过Biblioteka 程 中析 出相 的析 出温 度 和 溶 解 温 度 的 测 量
蔡
摘 要
宁 郝京丽 贾 惠萍 鞠新华
（ 首钢技 术研 究 院）
提 出了一种利用析 出和溶解 过程中热流变化检测微 合金钢 铁材料 中析出相析 出温度 和溶解 温度 的
新方法 。通过该方法 ，确定 了微 合金钢 中 Ｖ（ ｃ，Ｎ） 的快速溶解 温度 为 ７０～ ５ 、ＡＮ 的大量析 出温度 ６ ８ ０ｏ Ｃ １ 为 ７ ０～８０ｏ ６ ５ Ｃ和 Ａ Ｎ的快速溶解温度为 ８７￣ ３ １ ８ ９ ０ｏ Ｃ。
放 出热流 的 变 化 进 行 析 出 温 度 和 溶 解 温 度 的 测 量 。这里 选取 含有 钒 、铝 、氮 和少量 钛 合金 元 素 的钢 ，利 用量 热扫 描仪 测试 析 出相 的析 出温 度 和 溶解 温度 。为 了与 理论 计算 结果 比较 ，这里 采 用 经典 的热 力学 计算 软 件 Ｔ ｅｍ ． ａｃ计 算 该 试 验 ｈｒｏＣ ｌ

钢中析出相定量分析技术及其应用

许荣 昌 卢翠芬 王成林
（ 技术研发 中心 ２ １ 钢铁研 究总院先进钢铁材料技术 国家工程研 究 中心 ）
摘 要 ： 对钢 中析 出相 的种类 、 用 、 作 定量分 析 方法进行 了综 述 ， 重点介 绍 了莱钢技 术研发 中心研 究开发
的 国 内先进 的钢 中析 出相分析 实验技 术及 其应 用领域 ， 描述 了微 合金钢 的 常见析 出相 的定量 分析技 术。 关键词 ： 出相 定量分 析 析 应 用领域
ｓｓ ｄ ｖ ｌ ｐ ｄ ｂ ｈ ｅ ｈ ｃ ｌＲ＆Ｄ ｎ ｅ ｆＬ ｉ ｔｅ ｏ ｐ， ｄ ａ ｄ ｉ ｐ ｌｃ ｔｏ ｅｄ ａ ｄ ｄ ｓ ｒｂ ｓ ｔ ｅ ｉ ｅ ｅｏ ｅ ｙ ｔ ｅ Ｔ ｃ ｎｉａ Ｃｅ ｔｒｏ ａｗｕ Ｓｅ ｌＧｒ ｕ Ｌｔ ｎ ｔ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｆ ｌ ｓ， ｎ ｅ ｃ ｅ ｈ ｓ ｉ ｉ ｑ ａ ｔ ａｉｅ ａ ａ ｙｉａ ｅ ｈ ｏ ｏ ｆｃ ｍｍｏ ｒ ｃｐｉ ｔｄ ｐ ａ ｅ ｉ ｃ ｏ ｌｏ ｔｅ ． ｕ ｎｉ ｔｖ ｎ ｌｔｃ ｌｔ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｏ ｔ ｙ ｎ ｐ ｅ ｉ ｔ ｅ ｈ ｓ ｎ ｍｉｒ ａｌ ｙ ｓｅ １ ａ Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ： ｒ ｃｐ ｔｔｄ ｐ ａ ｅ； ｕ ｎ ｉ ｔｖ ｎ ｌｓｓ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｆ ｌ ｐ ｅ ｉ ｉ ｅ ｈ ｓ ｑ ａ ｔｔ ｉｅ ａ ａ ｙ ｉ ； ｐ ｌｃ ｔ ｅ ｄ ａ ａ ｏ ｉ
量相 对较小 ， 对钢 材屈 强 比影 响不大 ， 对提 高材 料 的
２ 析 出相 的种类与结构
析出相） 及其各析出相在钢和合金中所 占的含量和 粒 度分 布 比的一种 分 析 方法 。有 的称 “ 理 化学 相 物 分析 ” 本称“ 日 元素的状态分析” 。
学相 ， 般 为高熔 点 的 氧化 物 或碳 化 物 、 化 物 ， 一 氮 其 强化作 用可 保持 到较 高温度 。析 出相 强化 的脆性 矢

钢铁中析出相简介

上海大学～学年季学期研究生课程考试小论文格式课程名称：材料微结构与性质课程编号： 101101705论文题目: 钢铁中析出相简介研究生姓名: 周昌兵学号: 10721448 论文评语:成绩: 任课教师:评阅日期:注：后接研究生小论文，格式参照公开发表论文的样式。

钢铁中析出相简介摘要：本文综合分析评述了钢中析出相的各种有利作用及有害作用，深入分析了其作用机制及规律，给出作用效果随析出相体积分数、尺寸，形状和分布的变化规律的关系式，由此可对钢中析出相提出明确的控制要求，从而充分发挥析出相的有利作用而避免和减轻其有害作用。

关键词：析出相，钢，作用机制，作用效果Introduction of precipitations in steelAbstract This paper reviews the various harmful effects and beneficial effects of precipitations in steel，deeply analysis its’mechanism of action and gives out the relationship of size，shape and distribution of volume fraction，by This can be precipitated phases in steel with clear control requirements, to maximize the beneficial effects of precipitates and avoid and alleviate its harmful effects.Key words precipitation steel mechanism effect一、钢铁材料中析出相的定义及分类第二相在钢中具有十分重要的作用，其对钢的强度、韧性、塑性、深冲性、疲劳、磨损、断裂、腐蚀以及许多重要的物理和化学性能均具有重要的影响。

-物理化学相分析技术doc

Laves(AB2) ε、ε,,
典型结构
Ni16Ti6Si7 Fe34Cr14Mo8Ni2
Cr18Ni40Mo42 Co7Mo6
VC-在500C回火时析出，VC不溶入Fe,Co,Ni,可溶入>30%Cr 以及大量的Mo和W。在1350C时溶入奥氏体。钒钢中常形成缺碳式 的V4C3（细小）。
第二章：钢和合金的析出相 -— 氮化物
3 氮化物
常见氮化物： 一般为简单的间隙相结构：Fe2N、Fe3N、Fe4N、Мn4N. CrN、
第二章：钢和合金的析出相（ 碳化物）
碳原子半径/金属原子半径<0.59时 形成间隙相－即碳原子填入金属立方晶格或六方晶格的空隙中， 填充之后使金属晶格大大加强，并使碳化物具有金属键，此类碳化 物仍保留着金属性（导电性、金属光泽等），
周期表IV,V族元素形成MC（面心立方晶系）：TiC、ZrC、 VC、NbC、TaC、WC等。Ti、Nb、V、Zr与N还具有较强的亲和力 形成M(CN)，MN。
钢和合金的相分析通常采用如下手段， 表1 相分析手段
分析内容
应用手段和鉴定能力
形貌
光学显微镜 透射电镜 扫描电镜
100nm 0.3nm 10nm
结构
X-射线衍射 电子衍射 中子衍射
10nm 1-10nm 1-10nm
物理化学相分析 1-100nm
相成分
各种光谱分析 电子探针 0.1－100nm
（元素组成）
X－射线衍射分析，可进行相鉴定，物相定量、晶体结构、取向、 晶格常数、有序度，晶粒度，错配度等的测定。
在相的成分分析中，多采用物理化学相分析方法。
而物理化学相分析的定义是：利用电化学、化学、物理 学的综合手段，来揭示钢和合金的微观组织结构（指析出 相）及其各析出相在钢和合金中的含量、粒度的分析方法
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VC
F e3C
F e3C、 M23C6、 M 7C3
V C、T iC、 N bC、M 6C
15
许荣昌, 等: 钢中析出相定量分析技术及其应用
第 3期 (总第 129期 )
续表
分离条件
80 ~ 90 m L20% H C l + 10 ~ 20 mLH 2O 2, 沸水浴中加热 1~ 2 h
100m L5% H 2SO 4+ 5% H 3PO4, 煮 沸 30m in
合物 ) 稳定电位的差别电解提取目的相。稳定电位 取决于基体和相与溶液双方的性质, 在同一溶液中, 不同金属基体和相具有不同的稳定电位, 它们可以 通过恒电位仪进行测定。
表 1 常用的电解液的种类
编号 电 解 液 的 组 成
钢种
提 取相 类型
¹ 5% ~ 8% 盐酸甲醇溶液
TCP 化合物、碳氮化物、
2 析出相的种类与结构
碳素钢属于 F e- C 合金, 含有 Si、M n、S、P、O、 N、H 以及少量的其它合金元素 ( A l、M g、C a等 )。碳 的影响最大, 为了提高钢的性能加入第三元素, 第三
作者简介: 许荣昌 ( 1971 - ) 男, 汉族, 2006年 毕业 于北京 科技 大学材料加工工程专业, 博士, 高级工 程师, 主要 从事冶金 质量、 多相组织控制技术研究工作。
Cc, M C, M 23C6
Cc (M 23C6 微溶解 )
T iC、 M 23C6
5% H 2SO4+ 2% 高硫酸铵, 煮沸 5m in
T iC, T iN
T iC
T iN
40% H C lO 4, 95e 保温 6~ 7h
T iC, M3B2
M 3B2
T iC
3. 3 析出相的结构与组成辨析 对提取或分离得到的析出相粉末进行 X - 射线
( 1 The T echnical R& D Center 2 NERCAST, C ISRI)
Abstract: T his paper summ arizes the varieties, functions and quantitative ana lysism ethod of precipitated phase
钢中析出相定量分析即利用电化学、化学、物理 学的综合手段来揭示钢和合金的微观组织结构 ( 指 析出相 )及其各析出相在钢和合金中所占的含量和 粒度分布比的一种分析方法。有的称 / 物理化学相 分析 0日本称 / 元素的状态分析 0。
学相, 一般为高熔点的氧化物或碳化物、氮化物, 其 强化作用可保持到较高温度。析出相强化的脆性矢 量相对较小, 对钢材屈强比影响不大, 对提高材料的 表面硬度和耐磨性具有重要作用, 有效控制微细第
100m LH 2SO4( 1+ 1), 迴流煮 沸 1. 5 ~ 2h
共存相
VC、T iC、NbC、 M ( CN )、M7C3、
M 23C6、R
T iC、M o2C
MC、M ( CN) 、 M 6C、M 23C6、
M 7C3、M 3C
溶解相 不溶相
VC、T iC、 N bC、
M ( CN )
M 7C3、 M 23C6、R
1
º 5% 盐酸 5% 甘油 2% 酒
钢和高 温合金
M C、M 2C、M 23C6、A B2、 R、G、M 3B2、M 4 C2 S2、
石酸Leabharlann FeS2、M oS2¹ 5% ~ 7. 5% 氯 化钾 + 0. 5 低合金钢
- 1% 柠檬酸水溶液
º10% 乙酰丙 酮 + 1% 氯 化 高速钢,
锂甲醇溶液
低合金钢
衍射鉴定, 以确定析出相的类型及点阵常数。析出 相中各组成元素的分析步骤如下: 提取或分离得到 混合相或某单一相粉末; 用适当的方法将其溶解; 将 试液 转移 到 容量 瓶 中定 容; 采 用 适当 的方 法, 如 AAS、ICP - AES、X - 射线荧 光光谱等方法, 对组成 元素的量进行测定; 由测定结果计算出各析出相的 量及组成结构。 3. 4 析出相的粒度分布测定方法
in stee,l emphatically introduces the nat iona lly advanced exper im enta l techno logy for steel precipitated phase ana ly-
sis developed by the T echn ica l R&D C enter o f L aiw u Steel Group, L td and its application fie lds, and describes the
析出相大部分由过渡金属所组成, 其组成式随 合金加入元素种类和数量不同而改变, 因此它们的 点阵常数是变化的。
3 析出相定量分析技术
莱钢技术研发中心的析出相定量分析技术采用 电解法, 使相分析技术比卤素法、酸法、置换法等技 术更加先进, 不但能提取钢和合金中的稳定相, 而且 在选择合适的电解液, 电流密度、pH 值、温度、时间 的情况下, 也可以定量提取一些不稳定的相。 3. 1 析出相提取基本原理
本文中所指的析出相也称微细第二相或物理化
钢铁材料的晶粒细化工艺技术中具有相当重要的有 利影响 (阻止再结晶以及阻止再结晶晶粒长大 ); 而 大颗粒第二相 ( 夹杂物 ) 的尺寸、形状和分布的控制 和改性对提高钢材的冶金质量、塑性、冷成形性、局 部应力集中程度、疲劳寿命等则具有非常重要的作 用, 不作为本文介绍的范围。
关键词: 析出相 定量分析 应用领域
The Technology of Steel Precip itated Phase Quan titative Analysis and its App lication X u Y ongchang1 Lu Cu ifen2 W ang Cheng lin1
析出相按元素特 点分为氧化物、碳化 物、氮化 物、硫 化 物、磷 化 物、硼 化 物 等。氧 化 物 主 要 有 S iO 2、A l2 O3、M gO、CaO、FeO、M nO、N iO、C r2O 3、T iO2、 稀土氧化物和尖晶石类 ( M, M 2O4 ) 等; 碳化物主要 有 MC、M 2 C、M 3 C、M6 C、M23 C6、M7 C3 等, 形成碳化物 能力 (稳定性 ) 排列如下: T i> Z r> V > Nb> W > M o > C r> M n ( F e) > Co。 T i是最强 的碳化物 形成元 素, Co是最弱的碳化物形成元素。常见氮化物一般 为 简 单 的 间 隙 相 结 构: F e2 N、F e3 N、F e4 N、n4 N. C rN、C r2N、VN、T iN、NbN, 氮化物的稳定性由弱至强 顺序为 F e< M n< C r< V < T i< Nb。常见的硫化物 夹杂为 ( M nFe) S(立方晶系 ) ; M nS ( 立方晶系 ) ; C aS ( 立方晶系 ) ; Fe1- xS(六方晶系 ) 以及 M2 CS( Y 相, 六方晶系 )。磷化物析出相中常见为 Fe3P。硼化物 最常见 的 M 3 B2、Fe2 B、( FeC r) 2 B、Cr2 B、T i2 B、DM oB、M o2 B、( Cr, N i) 5 B4 (M 5 B4 )、 ( Cr, N i) 4 B3 均为 四方晶系; F eB、CrB、T iB、N i3B 均为正交晶系; C rB2、 T iB2、M oB2 均为六方晶系。
专论与综述
莱钢科技
第 3期 ( 总第 129期 )
钢中析出相定量分析技术及其应用
许荣昌1 卢翠芬 2 王成林1 ( 1技术研发中心 2钢铁研究总院先进钢铁材料技术国家工程研究中心 )
摘 要: 对钢中析出相的种类、作用、定量分析方法进行了综述, 重点介绍了莱钢技术研发中心研究开发
的国内先进的钢中析出相分析实验技术及其应用领域, 描述了微合金钢的常见析出相的定量分析技术。
析出相定量分析包括以下五个方面内容: 分解 基体, 提取第二相; 混合相进行分离; 对提取相和分 离相进行 X - 射线衍射相鉴定; 相中各元素的测定; X- 射线小角散射法测定析出相的粒度分布。
析出相的电化学提取原理是把合金试样作为阳 极, 在外电场作用下与电解液 ( 表 1) 发生电化学反 应, 进行选择性溶解的方法。利用不同相 (基体, 化
1 前言
二相的尺寸使之达到纳米数量级之后可以在很小的 体积分数下获得相当显著的第二相强化效果, 因而
钢铁产业发展方向是研究、开发和使用高性能、 其原料成本及工艺成本相对较低。微细的第二相在
低成本、低消耗的新型钢材, 降低钢材消耗, 从而节 约资源, 保护环境。所以, 钢铁产品的减量化制造工 艺成为发展目标, 即钢铁材料能通过成分设计和热 处理得到从低强度到高强度的极其 宽广范围的性 能, 而钢的强韧化核心机制就是微合金化元素的溶 解和析出行为。目前, 钢的强韧化更重要的是低温 形变和加速冷却下过饱和微合金元素的轧制过程各 阶段的未溶或新析出物以及晶内微细碳氮化物析出 的强化效果, 钢坯的加热规范和压下制度甚至连铸 制度都必须考虑微合金元素的析出特性。
得到的阳极沉淀, 包括钢中存在的全部相。为了研 究各种析出相对钢和合金性能的影响, 进行各相之 间的分离和测定是非常必要的。
目前常用的相分离方法, 主要是化学和电化学 分离方法。物理方法如磁选法, 比重法难做到定量 分离的目的。化学分离法 是基于相的 化学稳定 性 不同而建立起来 的。相的化学稳 定性受它的晶 体 结构、元素的成 分、颗粒 大小、形状及其所处 的 介质的状况不同 而表现出差别。从而可以进行 相 之间的分离。在不同相存 在时, 常用的化学分 离 方法见表 2。