微观结构调控对低合金耐火钢高温强度的影响机制研究

来自材料领域的研究人员通过对比两种热处理工艺（形成PF+GB与全GB组织），系统探究了低合金耐火钢在600°C高温下的微观结构演化规律。研究发现全GB组织凭借高密度细碳化物抑制亚晶界迁移，显著延缓再结晶进程，使高温屈服强度保持402 MPa，较PF+GB组织（282 MPa）提升42%，为高性能耐火钢设计提供关键理论依据。

　　

研究人员通过两种热处理工艺对低合金耐火钢进行调控，分别获得约55%体积分数多边形铁素体(polygonal ferrite, PF)加45%粒状贝氏体(granular bainite, GB)的混合组织，以及全粒状贝氏体(GB)组织。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱分析(EDS)和背散射电子衍射(EBSD)技术表征了600°C下3小时与6小时的热暴露过程中微观结构演变。结果表明，全GB组织展现出更优异的热稳定性（即抗600°C降解能力）。混合PF+GB组织经6小时暴露后，GB区域发生严重分解及部分再结晶，形成位错密度降低的等轴铁素体与粗化碳化物。而全GB组织中适中的位错密度与低碳含量为碳化物提供了丰富形核位点，同时延缓粗化动力学，促使热暴露过程中形成细密分布的碳化物。这些细碳化物有效抑制亚晶界迁移，从而推迟贝氏体基体的回复或再结晶进程。最终，全GB钢在600°C暴露6小时后仍保持402 MPa的屈服强度，显著优于PF+GB钢的282 MPa。