微合金鋼概要(Nb、V、Ti)

金屬強(qiáng)化的途徑細(xì)晶強(qiáng)化加工硬化固溶強(qiáng)化彌散強(qiáng)化細(xì)晶強(qiáng)化:通過細(xì)化晶粒而使材料強(qiáng)度提高的方法稱為細(xì)晶強(qiáng)化。霍耳-配奇(Hall-Petch)關(guān)系式y(tǒng)＝0＋ky·d-1/20和ky是兩個(gè)和材料有關(guān)的常數(shù)，d為晶粒直徑形變強(qiáng)化（加工硬化）：金屬材料在再結(jié)晶溫度以下塑性變形時(shí)強(qiáng)度和硬度升高，而塑性和韌性降低的現(xiàn)象。又稱冷作硬化。形變強(qiáng)化是因?yàn)榻饘僭谒苄宰冃芜^程中位錯(cuò)密度不斷增加，使彈性應(yīng)力場不斷增大，位錯(cuò)間的交互作用不斷增強(qiáng)，因而位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)越來越困難。引起金屬加工硬化的機(jī)制有：位錯(cuò)的塞積、位錯(cuò)的交割（形成不易或不能滑移的割階、或形成復(fù)雜的位錯(cuò)纏結(jié)）、位錯(cuò)的反應(yīng)（形成不能滑移的固定位錯(cuò)）、易開動(dòng)的位錯(cuò)源不斷消耗等等固溶強(qiáng)化：合金元素溶于基體金屬中形成固溶體而使金屬強(qiáng)化，稱為固溶強(qiáng)化。碳、氮等間隙式溶質(zhì)原子嵌入金屬基體的晶格間隙中，使晶格產(chǎn)生不對(duì)稱畸變?cè)斐傻膹?qiáng)化效應(yīng)以及填隙式原子在基體中與刃位錯(cuò)和螺位錯(cuò)產(chǎn)生彈性交互作用，使金屬獲得強(qiáng)化彌散強(qiáng)化：材料通過基體中分布有細(xì)小彌散的第二相質(zhì)點(diǎn)而產(chǎn)生強(qiáng)化的方法，稱為彌散強(qiáng)化。奧羅萬機(jī)制金屬韌化的途徑細(xì)化純化球化復(fù)化細(xì)化：細(xì)晶粒金屬中，裂紋不易萌生（應(yīng)力集中少），也不宜傳播（晶界曲折多），因而在斷裂過程中吸收了更多能量，表現(xiàn)出較高的韌性。純化：通過純凈化冶煉來有效降低馬氏體時(shí)效鋼中雜質(zhì)元素及夾雜物含量是進(jìn)一步提高這類材料塑韌性的有效途徑，同時(shí)亦可通過減少微觀偏析來進(jìn)一步發(fā)揮材料中合金元素提高強(qiáng)度的作用。球化：球化退火處理球化退火的主要目的是由熱處理使鋼鐵材料內(nèi)部的層狀或網(wǎng)狀碳化物凝聚成為球狀，使改善鋼材之切削性能及加工塑性，特別是高碳的工具鋼更是需要此種退火處理。45鋼35鋼復(fù)化：鋼鐵材料的復(fù)相化已成為重要發(fā)展方向，廣義上講只要含有兩種以上組織的鋼都可稱為復(fù)相鋼例如馬氏體、奧氏體、鐵素體、貝氏體、碳化物等，此外引入其他強(qiáng)化手段如纖維、陶瓷相等，也可成為復(fù)相。一般將鐵素體與奧氏體相組織組成的鋼稱為雙相不銹鋼，將鐵素體與馬氏體相組織組成的鋼稱為雙相鋼釩在鋼中的作用釩奧氏體中析出鐵素體中析出固溶在奧氏體中加熱時(shí)阻止奧氏體晶粒長大阻止變形的奧氏體晶粒長大阻止鐵素體再結(jié)晶延緩貝氏體轉(zhuǎn)變延緩珠光體轉(zhuǎn)變對(duì)鐵素體形成無影響餅形晶粒細(xì)小鐵素體晶粒細(xì)小鐵素體晶粒等軸鐵素體晶粒析出強(qiáng)化馬氏體組織多邊形鐵素體加馬氏體島混合組織對(duì)焊縫金屬和HAZ中的貝氏體形成無影響概述釩在微合金鋼中單獨(dú)加入時(shí)形成VC，屬中間相，其化學(xué)式可在VC～V4C3之間變化。在一般低氮含量的情況下，VC在γ-Fe中的溶解度比NbC要高得多，在900℃以下，V(C,N)可完全溶解于γ-Fe中，因此釩的主要作用是在γ～α轉(zhuǎn)變過程中的相間析出和在鐵素體中的析出強(qiáng)化。釩的碳化物主要以相間沉淀的形式析出，在α相區(qū)內(nèi)析出量不多，并與α相保持共格關(guān)系。相間析出物呈點(diǎn)帶狀分布，每條點(diǎn)帶近似平行，析出物以相界為析出源，點(diǎn)帶間距隨冷卻速度的增加而減小。釩可使沉淀相體積分?jǐn)?shù)增加，沉淀相的密度增加和間距減小，從而能提高鋼的綜合性能。與其它微合金化元素一樣，釩主要通過形成碳氮化物來影響鋼的組織結(jié)構(gòu)和性能。這些碳氮化物對(duì)鋼的微觀結(jié)構(gòu)及對(duì)鋼性能的影響基本上取決于碳化物和氮化物的形成溫度與轉(zhuǎn)變溫度之間的關(guān)系。而這些溫度將依賴于冷卻(或加熱)的速度，以及鋼的化學(xué)成分，尤其是所加入合金的含量和氮的含量。

氮化釩的形成溫度僅稍高于低碳鋼的Ac3溫度，一般來說也能用來控制奧氏體的再結(jié)晶，但高碳鋼的情況例外，因?yàn)樗霓D(zhuǎn)變溫度較低。當(dāng)然，在控制正火鋼的晶粒長大方面，氮化釩確實(shí)起到了一定的作用。釩微合金化對(duì)鋼轉(zhuǎn)變特性的影響當(dāng)釩單獨(dú)加入時(shí)，并不抑制鐵素體的形成；相反，它加速珠光體的形成。然而，當(dāng)釩和鈮同時(shí)存在時(shí)，易于形成貝氏體組織，而釩在貝氏體內(nèi)沉淀析出。正是這種釩與鈮的差別，導(dǎo)致了在熱軋交貨的小型材中多傾向于加釩。這些軋態(tài)小型材冷卻快，如果有鈮存在的話，則形成導(dǎo)致脆性的貝氏體組織，而含釩鋼中則不會(huì)形成這種脆性組織。

釩能促進(jìn)珠光體的形成，還能細(xì)化鐵素體板條，因此釩能用來增加重軌的強(qiáng)度和汽車用鍛件的強(qiáng)度。

碳化釩也能在珠光體的鐵素體板條內(nèi)析出沉淀，從而進(jìn)一步提高了材料的硬度和強(qiáng)度。釩像大多數(shù)溶質(zhì)合金一樣能抑制貝氏體的形成。因此，如果它是溶解而不是以碳化釩和氮化釩的形式沉淀析出，則可用來增加淬透性。當(dāng)鋼中釩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.03%時(shí)，固溶態(tài)的釩才可以占絕大多數(shù)，才能有效地提高淬透性。與錳提高鈮、釩的溶解度一樣，鉬也提高它們?cè)阡撝械娜芙舛?。而添加了元素鉬后，可固溶的釩含量明顯增加，可達(dá)0.06%左右。釩在鐵素體中的析出V(C,N)可跟隨著γ/α界面的移動(dòng)在鐵素體內(nèi)隨機(jī)析出，即為一般析出?；蛘咂叫杏讦?α界面，以一定的間距形成片層狀分布的相間析出。

一般析出產(chǎn)生于較低溫度區(qū)域，通常低于700℃，而相間析出在較高溫度形成。

V(C,N)也可以在珠光體的鐵素體中析出，由于珠光體的轉(zhuǎn)變溫度較低，這類析出物通常更細(xì)小，不僅發(fā)生一般析出，也有相間析出。相間析出：

α/γ相界面由平面和臺(tái)階組成，平面相界為{110}α，是低能量的共格界面，活動(dòng)性差；而臺(tái)階是高能量的非共格界面。鐵素體此時(shí)是靠一系列非共格的高能臺(tái)階在低能共格界面上高速運(yùn)動(dòng)而生長，碳化物只能在活動(dòng)性差的共格平面相界形核。臺(tái)階的高度即兩行相間沉淀特殊碳化物之間的間距。兩行沉淀間距取決于轉(zhuǎn)變溫度和溶質(zhì)濃度。相間沉淀轉(zhuǎn)變示意圖V-N鋼中V(C,N)析出相a-0.0051%N；b-0.0082%N；c-0.0257%N；d-0.0095%N，0.04%C

隨氮含量增加，V(C,N)量多且彌散度增加。高溫條件下析出反應(yīng)的化學(xué)驅(qū)動(dòng)力小，析出的形核發(fā)生在相界上；低溫時(shí)，驅(qū)動(dòng)力大，鐵素體基體內(nèi)部也能發(fā)生形核。相間析出的特征之一是溫度越低析出相越細(xì)一般析出

VN的形成有較大的化學(xué)驅(qū)動(dòng)力，只要基體內(nèi)氮足夠，將使得在鐵素體或奧氏體內(nèi)都優(yōu)先析出富氮的V(C,N)。

鋼中增加氮含量會(huì)使析出顆粒尺寸大幅度減小，高氮鋼中形核密度較高，導(dǎo)致貧釩區(qū)較早地接觸，進(jìn)而降低了析出相長大速率，由此產(chǎn)生高、低氮鋼析出相長大的差別。高氮鋼顆粒長大速率不到低氮鋼的一半。首先形成的富氮析出相消耗了所有的氮時(shí)，進(jìn)而形成富碳的V(C,N)。V(C,N)析出的三種不同機(jī)制：相變溫度決定了析出方式1、即類似于珠光體中滲碳體的帶狀析出2、平行于遷移γ/α界面的相間析出3、碳過飽和鐵素體內(nèi)的一般析出臺(tái)階機(jī)制模型基于溶質(zhì)擴(kuò)散控制的模型釩微合金化鋼的強(qiáng)韌化機(jī)理晶粒細(xì)化在釩微合金化鋼中，一般采用再結(jié)晶控制軋制(RCR)，使得鋼在奧氏體中充分發(fā)生再結(jié)晶，從而獲得細(xì)的奧氏體晶粒，為最終獲得細(xì)晶粒鋼提供保障，這是此類鋼控制軋制的特點(diǎn)。釩在細(xì)化晶粒方面的作用比鈮弱，但在鋼中氮含量較大的情況下，也可起到一定的細(xì)化作用。在含氮較高的釩微合金鋼中，奧氏體一鐵素體相變比率比C-Mn鋼和低氮釩鋼明顯增加，增氮促進(jìn)了碳氮化釩在奧氏體／鐵素體相界面的析出，有效地阻止了鐵素體晶粒長大，起到了細(xì)化鐵素體晶粒尺寸的作用。釩－氮對(duì)γ/α轉(zhuǎn)變過程中細(xì)化多邊形鐵素體晶粒尺寸的影響沉淀強(qiáng)化隨著轉(zhuǎn)變溫度和冷速的不同，析出相在形態(tài)和分布特征上存在相間析出、過飽和鐵素體中彌散析出、鐵素體內(nèi)沿位錯(cuò)處析出等幾種析出方式。析出的機(jī)理和效果，取決于晶體結(jié)構(gòu)的類型、析出相的尺寸及分布、微合金元素原子在基體中的擴(kuò)散及析出速率?？偟膩碚f，強(qiáng)化效果與析出質(zhì)點(diǎn)的平均直徑成反比關(guān)系，與析出物質(zhì)點(diǎn)的體積分?jǐn)?shù)的平方根成正比關(guān)系。釩氮微合金化改變了傳統(tǒng)的HSLA鋼強(qiáng)化機(jī)理，晶粒細(xì)化強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化這兩種強(qiáng)化方式對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)超過了70%，充分體現(xiàn)了微合金化在技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)勢。V-N鋼中各種強(qiáng)化機(jī)制對(duì)屈服強(qiáng)度的貢獻(xiàn)鈦在鋼中的作用概述在低合金高強(qiáng)度鋼中加入微量鈦，可以提高鋼的強(qiáng)度，改善鋼的冷成形性能和焊接性能。鈦在鋼中主要以TiC或Ti(C,N)的形式存在。鈦比鈮的固溶溫度稍低，即在相同的固溶溫度下，鈦比鈮溶解量多些。鈦具有阻止形變奧氏體再結(jié)晶的作用，可以細(xì)化晶粒；此外，鈦有促進(jìn)粒狀貝氏體形成的作用。鈦形成高溫下非常穩(wěn)定的TiN，在熱加工前的再加熱過程中抑制奧氏體的晶粒長大。此外，鈦還可以奪走Nb(C,N)相中的氮，若鈦的含量剛好足以固定大多數(shù)的氮，鈦的加入可使鈮形成幾乎是純的碳化鈮，而不是無鈦鋼中的氮化鈮。鈦的固溶度非常低，在鋼材鈦含量適宜(0.01%～0.02%)時(shí)才能同時(shí)滿足各方面的要求，更低的鈦含量將不能得到足夠體積分?jǐn)?shù)的TiN來有效阻止晶粒粗化。雖然較高的鈦含量將導(dǎo)致粗大的液態(tài)析出TiN的出現(xiàn)而不能起到阻止晶粒長大的作用，但超出w(Ti)／w(N)理想化學(xué)配比的鈦將以固溶鈦形式或以細(xì)小TiC質(zhì)點(diǎn)形式而顯著阻止再結(jié)晶，起到析出強(qiáng)化作用。鈦還可以作為鋼中的硫化物變性元素使用，以改善鋼板的縱橫性能差。鈦的析出規(guī)律TiN在鋼中的溶解度很低，在傳統(tǒng)厚板坯的凝固過程或高溫奧氏體區(qū)即可析出。這些大尺寸顆粒只有在溫度高于1300℃時(shí)開始溶解，并且直到液態(tài)都無法完全溶解，未溶解的TiN在高溫奧氏體化時(shí)，顯著提高對(duì)晶粒粗化的抵抗力，有效抑制奧氏體晶粒長大。液態(tài)析出的TiN一般比較粗大，尺寸為微米級(jí)。通過控制鋼液澆注溫度、N、Ti濃度積及冷卻速度，使微合金鋼液中彌散析出TiN，有可能得到等軸細(xì)晶的鑄態(tài)組織。如果要利用TiN作為鋼液形核核心，TiN的析出顆粒必須細(xì)小、彌散，其工藝的關(guān)鍵首先是鋼液澆注時(shí)過熱度要小，例如控制在液相線以上10～15℃范圍內(nèi)。此外，N、Ti濃度積應(yīng)控制在該溫度的平衡濃度積以上。另外還需要控制冷卻速度，增加冷卻速度有利于晶粒細(xì)化和減小TiN對(duì)鋼性能的不利影響。鈦微合金化對(duì)強(qiáng)度和韌性的影響

隨Ti含量增加，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度升高，伸長率降低，加入鈦后，屈強(qiáng)比提高，所有縱橫向冷彎試驗(yàn)d=a的180°冷彎性能良好。鈦含量對(duì)V、Ti微合金化汽車大梁鋼力學(xué)性能的影響Ti與C、N、S均有較強(qiáng)的親和力，一方面與C、N結(jié)合形成碳氮化物產(chǎn)生細(xì)晶強(qiáng)化作用，另一方面又能與S作用形成塑性比MnS低的多的TiS，從而降低MnS的有害作用，改善鋼的橫向性能。鈦含量較低時(shí)增加鈦含量不引起鋼的韌性降低，鈦含量過高，由于在晶界上形成鈦的氮化物和硫化物而引起鋼的脆化。研究表明，在其它成分基本相同的情況下，加鈦鋼較不加鈦鋼強(qiáng)度明顯提高，韌脆轉(zhuǎn)變溫度也有一定程度的提高。鈦的析出形式及對(duì)性能的貢獻(xiàn)鈦在鋼中首先形成TiN，TiN顆粒大小與其析出過程有關(guān)。粗大TiN(大于0.5μm)是液態(tài)或鋼液凝固過程中的析出相，由于粗大且稀疏分布，不能有效地阻止晶粒長大，不起強(qiáng)化作用。鋼液凝固后析出細(xì)小的TiN顆粒，這些細(xì)小的TiN顆粒很穩(wěn)定，能夠有效地阻止奧氏體晶粒長大，從而細(xì)化組織。隨鈦含量增加，TiN顆粒粗化，細(xì)小TiC的數(shù)量增加，析出強(qiáng)化作用導(dǎo)致鋼的強(qiáng)度隨鈦含量增加而顯著升高。鋼中細(xì)小TiC析出受轉(zhuǎn)變溫度影響，轉(zhuǎn)變溫度越高，析出顆粒失去共格性關(guān)系的傾向就越大，并通過擴(kuò)散長大，減弱析出強(qiáng)化。因此，鈦含量較高時(shí)，非共格析出物數(shù)量增加，減弱了析出強(qiáng)化效果，鋼的強(qiáng)度增加趨于平緩。鈦微合金化的強(qiáng)韌化機(jī)理細(xì)晶強(qiáng)化由固態(tài)下高溫析出的、彌散分布的TiN，對(duì)阻止奧氏體晶粒長大最為有效，含一定量鈦的非調(diào)質(zhì)鋼加熱至1250℃，仍具有較細(xì)的奧氏體晶粒。沉淀強(qiáng)化氮可以提高TiN穩(wěn)定性，細(xì)化奧氏體晶粒。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，氮對(duì)提高TiN顆粒釘扎奧氏體晶界的效果起關(guān)鍵性作用。當(dāng)鋼中氮含量超過ω(Ti)／ω(N)理想配比時(shí)，TiN釘扎晶界的作用最有效。增氮使TiN的穩(wěn)定性提高，減少了TiN在高溫下的溶解，高溫下未溶的TiN阻礙奧氏體晶粒長大，細(xì)化奧氏體晶粒，相變后鐵素體晶粒也細(xì)小。鈦微合金化對(duì)沖擊韌性的影響鈦與硫的親和力要強(qiáng)于錳與硫的親和力。因而隨鈦含量增加，鋼中的Ti4C2S2，化合物逐漸增多并取代MnS夾雜，即鈦的加入奪取了MnS中的硫而與之形成更為穩(wěn)定的Ti4C2S2，減少了MnS的析出。

Ti4C2S2化合物較硬，在軋制中不易變形，這樣鋼中的長條狀MnS夾雜物便因Ti4C2S2的形成而逐漸被消除，變成可改善材料的韌性和成形性的球狀?yuàn)A雜物，提高了鋼的橫向沖擊韌性。鈮鋼高溫奧氏體化未溶的Nb(C,N)溶解的Nb(C,N)析出的Nb(C,N)抑制相晶粒長大降低/轉(zhuǎn)變溫度抑制形變的的回復(fù)和再結(jié)晶形變的中形變帶回復(fù)的亞結(jié)構(gòu)邊界高溫中析出低溫區(qū)中析出晶間沉淀低溫區(qū)析出細(xì)化相晶粒抑制相晶粒長大沉淀強(qiáng)化強(qiáng)度韌性強(qiáng)度韌性鈮在鋼中的作用鈮微合金化鋼的強(qiáng)韌化機(jī)理鈮在鋼中的存在形態(tài)主要有：微量固溶于鐵基體中或形成碳氮化鈮第二相。固溶的鈮鈮在鋼中可以以置換溶質(zhì)原子存在，對(duì)再結(jié)晶的抑制作用與其和鐵原子尺寸及電負(fù)性差異有關(guān)，即所謂的溶質(zhì)拖曳機(jī)制。鈮原子比鐵原子尺寸大，易在位錯(cuò)線上偏聚，其偏聚濃度也相對(duì)增高，從而對(duì)位錯(cuò)攀移產(chǎn)生較強(qiáng)的拖曳作用，使再結(jié)晶形核受到抑制，因而對(duì)再結(jié)晶具有強(qiáng)烈的阻止作用，這種作用高于Ti、Mo、V，是與鐵原子尺寸相差較小的Mn、Cr、Ni對(duì)再結(jié)晶的阻止作用的幾十倍或上百倍各種微合金元素對(duì)再結(jié)晶溫度的影響微合金鋼中鈮的細(xì)化晶粒和沉淀強(qiáng)化作用，是通過元素的碳氮化物沉淀析出起作用的。鈮的碳氮化物鈮在鋼中與碳、氮結(jié)合可形成NbC～NbC0.87、Nb(CN)、NbN等中間相。鈮的碳氮化物在軋鋼時(shí)可以“釘扎”晶界，“釘扎力”大于該溫度下的再結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力，因而阻止晶粒長大，在1100℃下即可起到很大的“釘扎”作用。在再結(jié)晶過程中，因NbC、NbN、Nb(CN)對(duì)位錯(cuò)的釘扎和阻止亞晶界的遷移使再結(jié)晶時(shí)間大大延長，且隨析出量的增加而增大。在臨界溫度之上，鈮元素對(duì)再結(jié)晶的影響表現(xiàn)為溶質(zhì)拖曳機(jī)制；而在此溫度之下，則表現(xiàn)為析出釘扎機(jī)制。鈮的合金碳氮化物

Nb-V-N復(fù)合添加時(shí)，可形成(NbV)(C1-x,N1-y)。鈮比釩的完全固溶溫度高得多，故在均熱溫度不是很高時(shí)鈮不宜單獨(dú)加入。若鈮和釩復(fù)合添加時(shí)，既能提高鋼的強(qiáng)度又能改善鋼的韌性，這是因?yàn)殁C固溶溫度低，可以起沉淀強(qiáng)化作用，而鈮在較低的均熱溫度下大部分不溶解，可以起細(xì)化晶粒的作用。換言之，在相同的再加熱溫度下，就可以使更多的鈮固溶，并在較高的軋制溫度下有效推遲再結(jié)晶的發(fā)生，這就是所謂的“高溫軋制工藝”。較高的溶解度和較高的加工溫度兩者均使終軋溫度下有更多數(shù)量的固溶鈮，這些固溶鈮隨后可以通過在鐵素體中的析出而產(chǎn)生進(jìn)一步的強(qiáng)化。沉淀強(qiáng)化效果添加微量合金元素，就可獲得成百兆帕的強(qiáng)度。鈮的碳氮化物析出相作為障礙物與可動(dòng)位錯(cuò)的交互作用是造成析出強(qiáng)化的本質(zhì)。根據(jù)析出相的強(qiáng)度及其與基體相的共格程度不同，位錯(cuò)采取切過機(jī)制和Orowan繞過機(jī)制運(yùn)動(dòng)。鈮的碳氮化物具有高硬度和低塑性，為強(qiáng)障礙物，無論析出相與基體共格與否，位錯(cuò)均難以切過析出相。在含鈮鋼中析出的碳氮化物基本上都以O(shè)rowan機(jī)制對(duì)鋼材起強(qiáng)化作用。析出相的性質(zhì)、形狀、尺寸、分布及其與基體相的共格程度決定了析出強(qiáng)化對(duì)材料強(qiáng)度的貢獻(xiàn)。當(dāng)析出相為均勻彌散分布的細(xì)小球狀顆粒時(shí)，能夠改善鋼的塑性。鈮微合金化對(duì)組織和性能的影響鈮可形成細(xì)小的碳化物和氮化物，抑制奧氏體晶粒的長大；在軋制過程中可提高再結(jié)晶溫度，抑制奧氏體的再結(jié)晶，保持形變效果從而細(xì)化鐵素體晶粒；鈮在鐵素體中沉淀析出，提高鋼的強(qiáng)度以及在焊接過程中阻止熱影響區(qū)晶粒的粗化等。Nb、V、Ti微合金化效果和問題項(xiàng)目微合金化元素NbVTi強(qiáng)韌化效果晶粒細(xì)化析出強(qiáng)化固氮效果控軋操作性控冷有效性●●●○●●●

●●●●●●●●●○●●○○普遍問題強(qiáng)度難控性合金化難度澆注難度鑄坯裂紋○○○●●○○○○●●○綜合性能●●●●注：●●-影響顯著；●-有效；○-不明顯。加熱過程中各類微合金化鋼奧氏體晶粒的長大傾向微合金元素Nb、V、Ti析出強(qiáng)化產(chǎn)生的屈服強(qiáng)度增量合金碳氮化物高溫主要析出物是TiN，隨著溫度降低析出物以Nb(C,N)為主，因此，奧氏體中主要析出物是復(fù)合(Ti，Nb)N，其中TiNb的含量取決于鋼的成分和析出溫度。鋼中析出粒子通常是包心的，具有高溫穩(wěn)定性的富鈦和富氮的化合物在粒子內(nèi)部，而鈮釩等析出相富集在粒子外部，這表明那些首先形成的氮化物可以作為隨后的低溫析出相的核心。如NbN沉積在TiN核心上，又由于NbN有較高的熱力學(xué)穩(wěn)定性，因此(Nb，V)N中富集了鈮和氮。這種包心效應(yīng)可能是由于鈦在碳氮化物中的擴(kuò)散非常慢或存在混溶區(qū)所致硼在鋼中的作用硼的主要作用是提高鋼的淬透性，因?yàn)榧尤霕O少量的硼(0.0005%～0.0030%)就能提高鋼的淬透性。硼作為表面活性元素，吸附在奧氏體晶界上，延緩γ→α轉(zhuǎn)變的作用，其在奧氏體晶界的偏聚阻礙鐵素體的形核而有利于貝氏體的形成，故對(duì)鐵素體生成的延緩要比對(duì)貝氏體延緩大得多，因而提高了淬透性。硼量低于0.0005%時(shí)對(duì)提高淬透性的作用甚小，高于0.003%則會(huì)使鋼中產(chǎn)生的硼相(Fe3(CB)、Fe3(BC)6、Fe2B)沿奧氏體晶界析出，產(chǎn)生熱脆現(xiàn)象。硼在鋼中的溶解度雖然極低，作用機(jī)制卻十分復(fù)雜。硼和氮、氧都有很強(qiáng)的親和力，與各種缺陷(如位錯(cuò)和空位等)有強(qiáng)烈的相互作用，并能和S、C化合，且易于和鋼中的其它元素形成各種類型的夾雜物。1）降低回火脆性，對(duì)某些結(jié)構(gòu)鋼可消滅回火脆性（如24CrMoV5），所以可提高強(qiáng)度而塑性并不降低，鉬可提高鋼的沖擊韌性。①又一說是合金元素（包括Mo在內(nèi)