鈮微合金化H13鋼中異相形核(Ti，Nb，V)(C，N)相形成機理研究

AISIH13作為一種強韌兼?zhèn)涞耐ㄓ眯蜔嶙髂＞咪?，廣泛應用于熱鍛壓模、熱擠壓模和鋁合金壓鑄模。H13鋼中含有0.4%的w(C)，碳化物形成元素V、Mo、Cr的質(zhì)量分數(shù)可達到8%，鋼中碳化物的類型、形態(tài)、尺寸及分布直接影響到鋼產(chǎn)品的強度、硬度、韌性及耐疲勞性能。而在凝固過程中，碳及合金元素的偏析常會導致大尺寸共晶碳化物的生成。這些共晶碳化物的存在，不但影響到合金元素的有效利用，對鋼的使用性能也會產(chǎn)生不利影響。

北京科技大學的學者對電渣重熔含鈮H13鋼鍛造棒材中尺寸大于1μm的異相形核析出相的特征進行分析，同時利用熱力學軟件Thermo-Calc對其形成過程進行合理的解釋。棒材中存在的析出相包含3層結(jié)構(gòu)，中心為氧化物核心，主要為氧化鋁或鎂鋁尖晶石，中間層為富Ti-V的碳氮化物相，最外層為富Nb碳氮化物相。2類碳氮化物相成分分布較為集中，富Ti-V相的平均成分為(Ti0.477V0.336Nb0.187)CxNy，富Nb的平均成分為(Ti0.128V0.255Nb0.617)CxNy。鋼中觀察到的析出相的尺寸甚至可以達到10μm以上。Thermo-Calc計算表明，核心鎂鋁尖晶石及氧化鋁在凝固前即已生成，凝固過程中，當固相率達到0.823時，富Ti相依附于氧化物首先析出，隨后富V相、富Nb相依次析出。在隨后的熱處理中，富V相溶解于富Ti相中，形成棒材中觀察到的3層(Ti，Nb，V)(C，N)相。