含铜高纯钢固溶态的纳米结构.pdf

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1、2004年12月包头钢铁学院学报December，2004第23卷第4期JournaIofBaotouUniversityofIronandSteeITechnoIogyVoI.23，No.4文章编号：1004-976（22004）04-0314-04含铜高纯钢固溶态的纳米结构!刘宗昌1，任慧平1，王海燕1，卢弘2（1.内蒙古科技大学材料科学与工程学院，内蒙古包头014010；2.天津钢管公司，天津300301）关键词：含铜钢；固溶处理；有序畴；体心四方中图分类号：Tg142.1文献标识码：A摘要：国内外对含铜钢的固溶处

2、理研究尚少，并且认为固溶处理得到的是均匀固溶体，即铁素体组织.而固溶处理对时效时的沉淀行为会产生一定影响.利用金相法和JEOLJEM-2010高分辨电子显微镜进行观察，发现固溶态的铁素体组织中存在纳米级有序畴结构.有序畴的尺寸约10~25nm.有序畴中的铜原子排列成一个简单四方“晶格”，此“晶格”插在体心立方的铁素体晶格中.NanometermicrostructureofCu-containinghighpuritysteelsinsolutioncondition1，RENHui-ping1，WANgHai-yan1

3、，LUHong2LIUZong-chang（1.MateriaIScienceandEngineeringSchooI，USTInnerMongoIia，Baotou014010，China；2.TianjinPipeCorporation，Tianjin300301，China）Keywords：Cu-containingsteeIs；soIution；orderingdomain；bodycentercubicAbstract：LessattentionhasbeenpaidonsoIutionprocessinCu

4、-containingsteeIinvestigations，andthetheorythatthereisevensoIutioncondi-tionaftersoIutionprocess，i.e.ferritemicrostructurewastakenforgranted.Infact，soIutionprocessmakessomeeffectonagingbehaviorofCu-containingsteeIs.OrderingdomainmicrostructureinnanometerscaIewasf

5、oundinsoIutionconditionbymeansoftransmissioneIectronmi-croscopy（JEOLJEM-2010）andmetaIIographicaIanaIysis.TheresuItsshowthatsizeoforderingdomainisabout10~25nanometerwithCuatomarrayedinorderingdomainasasimpIecubicstructure，whichinsertsinbodycentercubicferritecrysta

6、IIattice.随着超低碳钢冶炼和微合金化等冶金技术的发的过饱和固溶态铁素体的组织和结构，发现其微观展，铜在纯净钢中的沉淀强化作用引起了广泛关注.结构并不简单，在铁素体晶粒中存在着大量的短程以美国开发的含铜HSLA系列船体结构钢的应用为有序结构，即纳米级有序畴.标志，铜在钢中的作用愈来愈受到材料科学工作者1试验材料和试验方法的重视.含铜高纯净钢在时效强化之前需要进行固溶处理，以往的国内外文献对于含铜高纯钢的固溶试验材料由50kg真空感应炉冶炼.其化学成处理报道很少［1~3］，并且认为固溶处理得到的是均分为：!（C）=0

7、.005%，!（Si）=0.031%，!（Mn）=匀固溶体，即由铁素体晶粒组成的简单组织.其实固0.034%，!（Cu）=1.12%，!（P）"0.002%，!（S）"溶是时效的前提和基础，固溶状态对于随后的时效0.005%.从成分可见，该钢除了Fe，Cu两个元素外，及性能产生重要的影响.本文研究了含铜高纯净钢其余元素如C，Si，Mn，S，P等元素的含量极低，是非!收稿日期：2004-09-05基金项目：国家自然科学基金资助项目（50361001）；内蒙古高等学校重点研究资助项目（ZD01007）；内蒙古自然科学基金资助

8、项目（20020S020207）作者简介：刘宗昌（1940-），男，河北玉田人，内蒙古科技大学教授，主要从事金属材料及固态相变研究.刘宗昌等：含铜高纯钢固溶态的纳米结构315常纯净的.时硬度开始升高，在保温至3600s出现硬度峰值，将钢试样分别在830，850，880，940C等温温度下保硬度峰值的维氏硬度值约为HV