氮促进钒的析出及晶内铁素体形核

氮促进钒的析出及晶内铁素体形核。钒氮合金公司发现与铌、钛相比，钒具有更高的溶解度，这表明在较低的温度下钒都能溶解。当钢中的氮含量高于0.010%时，VN可在奥氏体中析出，析出最快温度为860~900℃，这增加了奥氏体母相中弥散分布的析出物和夹杂物（在此条件下为析出物），增加了相变后铁素体的形核位置和形核密度，为细化钢的组织奠定了基础。

利用夹杂物（或析出物）作为额外的铁素体形核位置促进铁素体形成，通常被称为夹杂物冶金学，被认为是继控制轧制和加速冷却工艺之后的一种新型组织细化工艺，引起了广泛的关注。根据错配理论，析出物（夹杂物）对铁素体形核的促进能力取决于析出物（夹杂物）与铁素体之间界面的晶格共格性。对不同析出物（夹杂物）与铁素体之间的界面能及形核驱动力进行了计算，如图3所示，在各种析出物（夹杂物）中，VN和TiN促进铁素体的形核能力高。VN的晶体结构与铁素体非常接近，可以降低铁素体形核的界面能，促进晶内铁素体（IGF）的形成。VN与铁素体（100）晶面的错配度比较小，也就是说，VN与晶内铁素体（IGF）有良好的共格关系，因此VN对晶内铁素体（IGF）的形成是非常有利的。

利用V-N微合金化技术，通过VN在奥氏体和V(C,N)在铁素体中析出，促进晶内铁素体（IGF）的形成，细化铁素体晶粒，在提高强度的同时改善钢的韧性，这种组织细化的新型工艺在很多钢中已获得广泛的应用。在V-N微合金钢中，若同时存在大量细小的MnS和较高的氮含量时，在MnS周围形成贫锰区，可进一步促进VN在MnS上析出，增加晶内铁素体的形核位置，细化钢的组织，提高钢的韧性，易切削非调质钢就是一个典型的实例。