微量钛含量对1Cr10Co6MoVNbN钢微观组织与力学性能的影响

《Materials》：Effect of Trace-Ti Content on Microstructure and Mechanical Properties of 1Cr10Co6MoVNbN Steel

　　

摘要

本文通过将低钛钢（LTS，0.0066 wt.%）与高钛钢（HTS，0.02 wt.%）进行对比，系统地研究了钛含量对1Cr10Co6MoVNbN钢显微组织和力学性能的影响。研究发现，提高钛含量会显著改变析出相的分布，从而影响蠕变性能和高温度拉伸行为。在高钛钢中，较高的钛含量促进了凝固过程中(Ti,Nb)N夹杂物的优先形成；EDS分析表明，高钛钢的基体中Nb、N、Mo和V含量相对低钛钢明显减少，这与优先形成氮化物一致。在回火状态下，高钛钢中存在较大的NbC颗粒，这些颗粒经常附着在(Ti,Nb)N夹杂物上；而低钛钢中含有更细且分布更均匀的NbC，以及马氏体板条内大量针状Cr₂N析出相。这些显微组织差异与在550 °C、325 MPa条件下高钛钢的100小时蠕变应变显著高于低钛钢相关，同时高钛钢在550 °C下的抗拉强度低于航空航天标准要求。蠕变后检查进一步揭示了高钛钢中(Ti,Nb)N夹杂物周围存在孔洞形成，表明这些夹杂物作为应力集中源，减少了蠕变过程中的有效承载面积。结果表明，在Nb–N强化马氏体钢中，严格控制钛含量至关重要，以避免过量的(Ti,Nb)N形成及其相关的高温力学性能退化。