合金元素在fcc-Fe/NbX(X=C,N)界面的偏析及影響

楊 靜， 董 楠， 姜周華， 韓培德

(1. 太原理工大學 材料科學與工程學院， 山西 太原 030024； 2. 東北大學 冶金學院， 遼寧 沈陽 110004)

超級奧氏體不銹鋼與普通奧氏體不銹鋼相比，含有更高的Cr、Ni、Mo、N等元素，具有優異的抗局部腐蝕和應力腐蝕能力，廣泛應用于煙氣脫硫、海水淡化以及石油化工等領域[1-2]。隨著使用環境的惡化，對材料的強度、耐蝕性、耐熱性等不斷提出新的要求，Mo含量達6%～7%的高鉬超級奧氏體不銹鋼在某些情況下可與具有極佳耐蝕性的C276等鐵鎳基合金相媲美。而其強度主要通過固溶強化來提高，但提高幅度有限[3]。析出強化是最有效的強化方式之一，通過彌散分布的析出相可顯著提高不銹鋼的屈服強度與抗拉強度，由于細小的析出相釘扎位錯和晶界，抑制了熱處理過程中的晶粒長大，晶粒細化有效地提高了鋼的強韌性。

Nb、Ti在不銹鋼中既可提高耐腐蝕性又可提高強度，奧氏體不銹鋼中Ti、Nb與C或N結合形成細小、彌散的MX(NbC、TiC、NbN、TiN)沉淀相，對位錯和其他晶格缺陷的釘扎起到更好的強韌化效果，通常將Nb-Mo復合加入微合金鋼中實現元素的優勢互補。研究發現相較于Nb-Ti微合金鋼，Nb-Mo微合金鋼中的碳化物更彌散、細小。Zhou等[4]利用EDS和HR-FEM技術，在304H鋼中發現Nb(C, N)周圍有σ相的存在，對Cr原子在奧氏體不銹鋼中Nb(C, N)相界面的分布進行了分析，發現在界面處Cr有富集現象，其可能是σ相形成的前期。一些學者[5]將Nb加入超級奧氏體不銹鋼并進行了研究，Nb可提高超級奧氏體不銹鋼的耐蝕性能，但是形成的NbC與σ相之間有無關聯性，尚未見相關報道?！?br>