热强钢的结晶分析与成份研究

摘 要 本文根据笔者多年的工作经验，对热强钢进行了结晶分析，并对其成分进行了相应分析，以便于与业内人士之间的探讨与交流。

关键词 热强钢；结晶分析；成分

中图分类号TG115 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）92-0118-02

0引言

为了提升热强钢在高温状态下的强度，需向其中加入适量的合金元素。而这些合金元素能够溶解在基体中，导致晶格发生畸变。同时，对于其所形成的的弹性应变场而言，能够有效阻碍错位运动，即为固溶强化作用；而这些金属合金元素能以碳化物或金属化合物的形式析出相颗粒，并且会产生一定的阻碍作用，即发生析出强化作用。

随着温度的不断提升，热强钢中合金元素的扩散能力不断增强。与此同时，固溶在基体中的合金元素不断析出，同时它们的强化机制也会随着时间的不断推移而发生相应的变化，并且由固溶强化作用逐渐转化为析出强化作用。而对于所析出的颗粒而言，在它们不断的聚集过程中，析出强化作用不断减弱，而热强钢的性能也会随之发生相应变化。为此，研究热强钢的结晶与成分研究，对有效调整合金元素的组成成分，并获得良好的高温性能等有着非常重要的作用。

1实验材料及方法

对于部分元素的作用机制而言，其作用机制不能只用强韧化理论而加以解释。如对于钴元素而言，能使热强钢的高温强度得到明显提升，但对其在热强钢中的存在形式而言，很少形成碳化物，这一点与钨、钼、钒等元素存在存在着很大程度的不同。对于钴元素而言，固溶强化作用非常弱，在高温状态下有较强的扩散能力，同时其弹性应变场也会在较短时间内消除，其固溶化作用会不断减弱，直至消失。为此，用经典的强韧化理论很难对钴元素高温状态下的强化作用机制进行解释。

为此，笔者使用了显微镜、X射线衍射等手段来研究700℃下富钴热强钢在长期实效时合金元素的扩散与再分配行为，并对钴元素的作用机制进行了较为深入的研究分析。

1.1实验材料选择与热处理

对于该项实验而言，选择了自行研制的热强钢为实验材料，采用真空炉加以冶炼，然后在进行电渣重熔。

1.2相位分析法

选用双喷法来制备用来观察的薄膜样品，取浓度为15%的高氯酸酒精溶液作为电解液，并将温度控制在—30～40℃之间，并在显微镜上对样品进行观察。

2试验结果与分析

2.1热强钢的组织结构

2.2高温状态下合金元素的再分配

在对高温条件下金属元素的再分配进行分析时，应对不同时效时间后基体中合金元素含量进行分析。在进行分析之后，笔者得出这样的结论：经过热处理之后的合金碳化物与金属间化合物消耗了一定量的金属元素，其中钨、钼、碳元素的表现最为明显，而仅剩余少量的元素仍然存留在基体的内部，碳、钼、钨等元素在时效过程中进一步析出，在时效600h之后，钨、碳几乎全部析出，而钼也只有3.5%左右的保留。对于铬、钒等元素而言，大部分仍然保留在基体内，仅有很少一部分进入第2组；在经过600h的时效之后，仍然有70%左右的铬元素保留在基体内；而对于钒元素的固溶率而言，在时效过程中几乎不发生变化，其在第二相基体内的含量也几乎不发生变化。如对于钴元素而言，在热处理之后几乎全部保留在基体内部，其数量几乎不随着时间的变化而变化。

3高温状态下合金元素作用机制探讨

钼、碳、钨、钒等元素的固溶强化作用比较明显，但是在长期高温状态下其热力学稳定性较低，几乎所有的钼元素都会析出，并形成相应的合金碳化物与金属化合物。为此，对于碳、钼、钨等元素而言，都会失去其相应的固溶强化作用，而转化为析出强化作用。

如钼元素大部分固溶在基体中，在600h时效之后的固溶率仍然在95%左右，而仅仅只有少量的钴原子进入了析出相。因此，钴元素在高温环境下所起到的主要作用是固溶强化作用。与此同时，钴元素的高温力学特性已经得到了有效证实，但对其作用机理的理解还不够深入，固溶强化理论不能对钴元素的作用进行较为准确、深入的解释。还有的学者提出，钴元素在高温环境下的高温作用机能是为了有效提升合金原子间的结合力，但是现阶段的研究工作都是站在结构层面进行研究的，从而这仅仅是一种假设与推测，无法清楚地分析出钴元素对原子间作用所产生的影响。而要想弄明白这一点，必须站在电子结构层次上进行研究。

4 结论

总之，本文对热强钢进行了结晶分析，并对其成分进行了相应研究。但是研究深度与针对性还有待提升。为此，在今后的工作过程中，应加强对于热强钢结晶的深入分析与探索，以使对其的研究更加深入、透彻。

参考文献

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