上海大学～学年季学期研究生课程考试
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课程名称：材料微结构与性质课程编号： 101101705
论文题目: 钢铁中析出相简介
研究生姓名: 周昌兵学号: 10721448 论文评语:
成绩: 任课教师:
李修平的婚姻评阅日期:
注：后接研究生小论文，格式参照公开发表论文的样式。
钢铁中析出相简介章子怡汪峰恋情曝光
摘要：本文综合分析评述了钢中析出相的各种有利作用及有害作用，深入分析了其作用机制及规律，给出作用效果随析出相体积分数、尺寸，形状和分布的变化规律的关系式，由此可对钢中析出相提出明确的控制要求，从而充分发挥析出相的有利作用而避免和减轻其有害作用。
建行信用卡金卡关键词：析出相，钢，作用机制，作用效果
野草闲花逢春生Introduction of precipitations in steel
Abstract This paper reviews the various harmful effects and beneficial effects of precipitations in steel，deeply analysis its’mechanism of action and gives out the relationship of size，shape and distribution of volume fraction，by This can be precipitated phases in steel with clear control requirements, to maximize the beneficial effects of precipitates and avoid and alleviate its harmful effects.
Key words precipitation steel mechanism effect
一、钢铁材料中析出相的定义及分类
第二相在钢中具有十分重要的作用，其对钢的强度、韧性、塑性、深冲性、疲劳、磨损、断裂、腐蚀以及许多重要的物理和化学性能均具有重要的影响。析出相的定义：材料中以非连续状态分布于机体相中的且在其中不可能包围有其他相的相，统称为析出相。
析出相的分类：
1、按与基体晶体之间的配合关系，分为共格、半共格和非共格析出相
个性q名2、按运动位错越过析出相颗粒的机制，分为可变形和不可变形析出相
3、按受到外力时与基体之间的结合被破坏的方式，分为解聚型和断裂型析出相
4、按化学组成特征，可将析出相分为正常价化合物、单质、金金属间化合物、间隙相和间隙化合物。
二、钢铁材料中析出相的作用及意义
析出相对于钢铁性能的影响尤为重要。所谓水能载舟，亦能覆舟。合理控制钢铁析出相能强化钢铁性能，如处理不当，亦会引起金属性能急剧下降，如脆化、易腐蚀等等。
析出相在钢铁中的主要作用是产生第二相强化。根据析出相颗粒与滑移位错的交互作用机制，可得到两种不同的强化机制：1、位错绕过析出相颗粒并留下位错环的Orowan机制2、位错切过析出相的切过机制。前者析出相颗粒就是前文提到的不可变形颗粒，后者中的析出相颗粒就是可变形颗粒。
可变形颗粒的切过机制强化又来源于：
1、共格应变强化作用：共格应力场与位错应力场之间的相互作用
2、有序强化作用：反向畴界能量
3、层错强化作用：位错切过第二相后使位错宽度变化
4、模量强化作用：模量不同导致位错位错能量变化
5、化学强化或者表面强化作用：位错切过后增加的第二相与基体的滑移台阶的界面能量
析出相在钢铁材料中除了起到强烈的第二相强化作用外，还能控制基体晶粒尺寸，从而间接的起到的细晶强化的作用。析出相在基体中均匀分布，对晶粒起到了钉扎作用。Gladman 详尽分析了钉扎时的能量变化从而得到当析出相为均匀分布的球形颗粒的时晶界钉扎的判据为:
式中Z=DM/D0是晶粒尺寸不均匀性因子，即最大晶粒的直径（DM）和平均晶粒直径（D0）的比值。
为保证一定晶粒尺寸的奥氏体晶粒在高温下被有效钉扎而不发生粗化，就必须存在足够体积分数的平均尺寸足够小的析出相。增大析出相的体积分数、降低第二相的平均尺寸均可增大钉扎作用，控制晶粒在较小的尺寸。为保证一定晶粒尺寸的奥氏体晶粒在高温下被有效钉扎而不发生粗化，就必须存在足够体积分数的平均尺寸足够小的析出相。增大析出相的体积分数、降低析出相的平均尺寸均
可增大钉扎作用，控制晶粒在较小的尺寸。（需特别注意的是：在钢铁中添加合金，大部分时候能起到细化晶粒的作用，但是锰和磷除外）
三、钢铁材料中的常见析出相及其形成规律
原则上，钢中所有的合金元素和杂质元素都有可能形成析出相，因而都属于钢中析出相形成元素。然而，在钢中出现的析出相主要包括碳化物、氮化物、硼化物和金属间化合物，以及传统上被认为是钢中的夹杂物的各种氧化物、硫化物。元素周期表中位于铁左边的副族元素由于金属性较铁强，因而将优先于铁而与各种非金属元素形成化合物，这些元素是钢铁常见析出相的主要组成元素；此外，相应的非金属元素C、N、S、O、B等也是钢铁中常见析出相的主要组成元素。如前所述，钢中的各种析出相可分为正常价化合物、单质、金属间化合物、间隙相和间隙化合物，单质析出相的最典型例子是Cu，氧化物、硫化物一般被分类为正常价化合物，而碳化物、硼化物、氮化物则被认为是间隙相和间隙化合物。不同晶体点阵结构的碳化物、氮化物、硼化物的形成规律为：
1、当金属元素与非金属元素的原子半径比值小于0.59时，主要形成具有简单点阵类型的间隙相，包括：
●具有NaCl型面心立方点阵结构的MC或MN相，单位晶胞内含有4个金属
原子，如TiC、NbC等。
●具有简单六方点阵结构的MC、M2C、MN、M2N相，如MoC、Mo2c、WC、
Mn2N等
2、当金属元素与非金属元素的原子半径比值大于0.59时，则主要形成具有较复杂点阵结构的间隙化合物，主要有：
●具有复杂立方点阵结构的M23C6相，其单位晶胞有92个金属原子和24个
非金属原子如Cr23C6、Fe21W2C6等等。
●具有复杂六方点阵结构的M7C3相，其单位晶胞有56个金属原子和24个非
金属原子，如Cr7C3、Mn7C3。
监察委和纪检委的区别●具有复杂正交点阵结构的M3C相，其单位晶胞有12个金属原则和4个非金
属原子，如Fe3C、Mn3C、Co3C等。
●具有复杂正交点阵结构的M6C相，，其单位晶胞有96个金属原则和16个
非金属原子，如Fe3Mo3C、Fe3W3C6等。
●具有CuAl2型正方点阵结构的硼化物相，其单位晶胞有8个金属原则和4个
非金属原子，如Fe2B、Ti2B等。
●具有FeB型正方点阵结构的硼化物相，其单位晶胞有4个金属原则和4个非
金属原子，如FeB、TiB、MnB等。
3、较为特殊的不属于间隙相的氮化物，其点阵类型为ZnS型的密排六方点阵结构，其单位晶胞含有6个金属原子及六个非金属原子，如AlB、BN等。
钢铁材料中通常存在多种碳化物、氮化物、硼化物形成元素，从而形成含有多种元素的复合碳氮化物或碳硼化物，即某种碳化物、氮化物、硼化物中往往可溶解其他元素，这是钢中的相与传统化学化合物的明显区别，其主要原因是由于钢中的相或多或少的存在一定金属键特征。而影响钢中的析出相的相互溶解的因素仍然是：（1）电化学因素，（2）点阵类型，（3）原子尺寸因素。由此，析出相之间可分为完全互溶、有限溶解、不溶解三类。
钢铁材料中常见析出相的物理数据主要包括其晶体结构、点阵常数、线胀系数、摩尔体积、密度等，下表列出了常见析出相的相关数据。
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