低碳微合金钢晶界铁素体三维形态及形成机理

为了更好地研究低碳微合金钢晶界铁素体的三维形态及形成机理,利用配有电子背散射衍射(EBSD)的聚焦离子束场发射扫描电子显微镜构建了低碳微合金钢不同析出位置的晶界铁素体三维形貌,通过高温激光共聚焦显微镜原位观察技术计算了晶界铁素体在试验条件下的生长速率,最后利用Matlab建立了试样钢成分下不同温度下溶质元素的扩散模型,从试验结果和理论数据两方面进行了论证与分析。研究发现,晶界面铁素体并非沿着奥氏体母相晶粒生长,而是以一定角度长向晶内,同时只是在奥氏体晶界附近生长,不能生长到太深的位置,其三维形貌正面为扁平状,侧面呈细长条状,伴随着大量凹坑和缺陷;晶界棱铁素体一侧与奥氏体界面固定,尾部较宽呈尖角状向晶内生长,其三维形貌形如具有尖顶的三棱锥状,附着面平滑、整齐,侧面存在很深沟壑。利用原位观察技术计算发现,温度区间在725~775℃析出的晶界铁素体之间生长速率较快,为100~250μm/s,在其余温度区间析出的晶界铁素体生长速率较小。试验测得晶界铁素体的生长速率随温度的变化在局部平衡/准平衡模式下的分布,发现该钢种的晶界铁素生长主要分布在准平衡模式,晶内铁素体的生长速率只受碳的扩散控制。