不同工艺处理非调钢中析出相的研究(2)
2.4 测试方法 8
2.4.1 金相组织观察法 8
2.4.2 三文原子探针法 8
3、控轧控冷工艺对非调钢析出物的影响 12
3.1 金相显微组织（OM） 13
3.2 TEM分析 14
3.3 三文原子探针分析 16
4、本文小结 20
致谢 21
参考文献： 22
1、 绪论
1.1 微合金非调质钢及析出强化的定义
本文研究的微合金非调质钢（以下简称非调质钢）是一种将轧制（或锻造）和热处理结合为一体，可以省去调质处理（淬火＋高温回火）的新型节能结构材料[1,2]。比起传统的调质钢，微合金非调质钢有着节约能源、成材率高、成品性能优良、生产周期短等优点，能够代替相当数量的调质钢，是当今世界上处于快速发展的热门材料。
对析出相的研究首先需了解析出强化，析出强化[2]是指金属在过饱和固溶体中溶质原子偏聚区和（或）由之脱溶出微粒弥散分布于基体中而导致硬化的一种热处理工艺。如奥氏体沉淀不锈钢在固溶处理后或经冷加工后，在400～500℃或700～800℃进行沉淀硬化处理，可获得很高的强度。即某些合金的过饱和固溶体在室温下放置或者将它加热到一定温度，溶质原子会在固溶点阵的一定区域内聚集或组成第二相，从而导致合金的硬度升高的现象。
1.2 非调钢研究状况
20世纪70年代初期，世界范围内的石油危机使得人们开始研制能够节省能源和材料损耗的非调质钢，用这种非调钢来替代需要进行调质处理的碳素结构钢及低合金结构钢[3,4]。1969年，德国人研究了V元素在低碳钢中的强化作用；1970年，THYSSEN公司根据此研究成果，将低碳微合金钢的理论和技术应用于中碳钢的生产中，开发出来了新型析出强化铁素体－珠光体中碳锻钢49MnVS3，它能省略中间的热处理工序，49MnVS3也作为世界上第一个微合金非调质钢被用于制造热锻汽车曲轴[5]。随后，含v、Nb的45M6、中碳含V的Va-nard不同强度等级的钢种系列也相继被法国和英国研制出来，这些都是微合金非调质钢[6]。
1977年，日本本田汽车代表团访问欧洲钢厂时了解到微合金非调质锻钢的情况。之后日本各钢厂开始研究并开发了一系列微合金非调质钢，并开始在生产汽车曲轴、连杆、轮毂、机械设备的轴类、螺栓等都用到微合金非调质钢。与此同时，欧洲的法国ASCOMETAL、意大利、英国均分别研究开发了具有自己特色的微合金非调质钢。九十年代中期，国际标准化组织也将微合金非调质钢纳入其中（ISO 11692：1994）[6,7]。
最近30年，人们用改变微合金非调质钢的基体组织、晶内铁素体冶金技术的应用以及优化热加工工艺参数等方法，来改善其强度及韧性而且达到了很好的效果，微合金非调质钢在结构钢领域里面已经是一种重要钢类。由于微合金非调质钢具有诸多优点，工业化国家，特别是日本，投入了很大力量进行研究和开发，已发展了商品化的系列产品。铁素体—珠光体型微合金非调质钢的生产和使用已较为成熟，1995年的ISO标准中纳入了切削用和锻造用两种类型的微合金非调质钢。目前，微合金非调质钢主要用来制造曲轴、连杆、半轴、转向节、轮毂、高强度螺栓、丝杠等零件，广泛用于汽车、机床、建筑机械、农业机械及各类矿用机械上，代替韧性要求不高的调质钢零件[6,7]。近年来，随着应用部门对微合金非调质钢韧性和强度要求的提高，人们相继研究和开发了贝氏体型、马氏体型、晶内铁素体（IGF）型高强高韧微合金非调质钢。发达国家非调质钢应用极为成功，以汽车为例，德国汽车行业中曲轴、连杆、前轴、半轴等锻件70%以上采用非调质钢制造，日本三菱汽车公司的汽车用锻件中的非调质钢占有率也超过80%，汽车行业的目标是今后汽车用锻件全部采用非调质钢[8]。