钢铁材料中第二相的有利作用

量明显大于平衡形成量；同时，应变诱导析出第
二相后，奥氏体基体化学成分的变化将增高奥氏 体相的自由能，从而进一步促进铁素体相的形
成；此外，由于形变基体中晶格畸变和扭折晶界
的存在，可明显增大铁素体的非均匀形核率，使 得形变诱导铁素体的晶粒尺寸明显细化且分布 均匀。 4.第二相促进晶内铁素体形成
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1.第二相控制基体晶粒长大
晶粒细化是使钢材强度提高的同时还提高 其韧性的唯一的强化机制，一直受到广泛的重
视，在采用各种工艺方法使基体晶粒细化的同
时，还必须有效防止晶粒长大才能保证晶粒细化 的效果，而第二相钉扎晶界是最重要的阻止晶粒
长大的方法。 2.第二相沉淀析出强化
基体中弥散分布的第二相颗粒可产生弥散
的形成及定向长大；韧性较高的晶内铁素体完全
包围了第二相颗粒从而使其对钢材韧塑性和疲 劳性能的损害显著降低甚至消除。
5．固定非金属元素
钢中一般均存在微量的非金属元素如碳、 氮、氢等，它们以间隙固溶状态存在时，往往对 钢材的某些性能造成严重的危害。如碳、氮间隙 固溶原子往往会偏聚到位错线上形成气团，当材
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要为切过机制，其强度增量正比于第二相的尺寸
和第二相体积分数的二分之一次方，而当第二相 较硬或尺寸较大时主要为 Orowan 机制，其强度
增量正比于第二相体积分数的二分之一次方并
大致反比于第二相的尺寸。对每一种特定的第二 相都存在一个临界尺寸 dC，小于临界尺寸时切过 机制起作用而大于临界尺寸时 Orowan 机制起作 用，在临界尺寸附近可得到最大的强化效果。
3.第二相调节形变基体的再结晶和后续固
态多型性相变行为
钢材经受塑性变形后，形变基体中将存在形
变储能。形变储能是基体再结晶的驱动能，害可 增大后续固态多型性相变的相变驱动能。当第二
相在形变过程中以应变诱导析出的方式沉淀析
出后，将有效钉扎位错使之不容易发生回复和再 结晶，从而显著推迟再结晶的发生。大量试验结
强化作用，由于第二相通常是通过沉淀析出产生 的，故也称为沉淀强化。第二相沉淀强化往往会
导致钢材韧性的下降，但相对于位错强化及间隙
固溶强化等其他强化方式而言，其脆化矢量较 小，故第二相强化是除晶粒细化外应优先采用的 强化方式。位错越过第二相颗粒的机制有切过机 制和绕过机制，其强化机制分别为切过机制和 Orowan 机制，当第二相相对较软或尺寸很小时主
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料承受冷加工变形时，气团将阻碍位错发生滑移
运动，一旦解钉则将产生屈服伸长，这种不连续 屈服现象将严重有效钢材的深冲性能，导致冷加
工变形钢材的表面质量下降，对于表面质量要求
很高的零件如轿车面板必须严格控制间隙固溶 原子的存在。在不锈钢中，间隙固溶原子往往偏 聚在晶界上，加工及使用过程中会与固溶的铬发 生反应生成相应的化合物，导致晶界附近固溶贫 铬而产生晶间腐蚀。
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之间的真实接触面积而避免黏着。而从磨料磨损
机理考虑，由于凸出的颗粒的硬度远高于基体材 料硬度，而磨粒主要与凸出的颗粒之间发生相互
作用，从而使磨损过程处于低磨损区而明显减轻
磨损。显然，耐磨性提高越大。
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6.提高耐磨性
在材料表面具有适当分布的与基体组织良 好结合的高硬度第二相颗粒对材料耐磨性的提
高具有重要作用。从黏着磨损机理考虑，组织的
连续性和性能的均一化会产生较大面积的相互 接触和黏着，对耐磨性不利；而适当分布的硬质
颗粒在磨损过程中逐渐凸出，若它们与基体之间
结合较好而不会轻易脱落，则可明显减小摩擦副
低碳钢中晶内铁素体的形成可在一定程度
上增加铁素体的形核率从而细化铁素体晶粒并 使铁素体晶粒的形状和分布有利，近年来受到广
泛的关注。事实上，晶内铁素体的最大好处在于：
晶内铁素体是在较高温度下形成的，碳含量及合 金元素含量很少，因而具有非常高的韧塑性；晶 内铁素体分割了原奥氏体晶粒，晶内铁素体的位 向与晶界形核连续推进的铁素体晶粒的位向完 全不一样，由此可明显抑制了非等轴铁素体晶粒
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果表明，微合金碳氮化物的应变诱导沉淀一旦发
生，形变奥氏体的再结晶过程就被显著推迟。应 变诱导沉淀的第二相阻止形变奥氏体基体再结
晶过程的同时，将使基体的形变储能得以保存，
若继续进行形变，则形变储能将不断累积。形变 储能可明显增大奥氏体相的自由能，在随后冷却 过程中发生铁素体相变时，形变储能将有效促进 铁素体相的形成，使铁素体相形成的温度比平衡 温度 A3 明显升高或使确定温度下的铁素体形成