馬氏體時(shí)效鋼是一種以無(wú)碳（或微碳）馬氏體為基體的析出強(qiáng)化鋼。深入全面地理解納米尺度的析出機(jī)理對(duì)于開(kāi)發(fā)超高強(qiáng)度、高塑性的鋼鐵材料具有重要意義。

日前，中國(guó)科學(xué)院金屬研究所先進(jìn)鋼鐵結(jié)構(gòu)材料研究團(tuán)隊(duì)以題為“Precipitate evolution and strengthening behavior during aging process in a 2.5 GPa grade maraging steel”在金屬材料領(lǐng)域頂級(jí)權(quán)威期刊《Acta Materialia》上發(fā)表了馬氏體時(shí)效鋼相關(guān)的最新成果。

論文鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359645419305543

在這項(xiàng)研究中，科研人員綜合利用原子探針層析（APT）成像技術(shù)，高分辨透射電鏡（HRTEM）和第一性原理計(jì)算，揭示了2.5 GPa級(jí)馬氏體時(shí)效鋼中一種有趣的共析機(jī)制：Ni3Ti和富Mo納米粒子的共析。富Ni-Ti團(tuán)簇優(yōu)先在過(guò)飽和固溶體中形核，隨著時(shí)效地進(jìn)行轉(zhuǎn)變成Ni3Ti。與此同時(shí)，Mo原子的排斥導(dǎo)致Ni3Ti附近的富Mo納米粒子不均勻析出，并最終與Ni3Ti相形成核殼結(jié)構(gòu)。

實(shí)驗(yàn)鋼480℃時(shí)效240min的TEM明場(chǎng)像及Ni3Ti 的高分辨圖像

時(shí)效過(guò)程中合金元素之間相互作用能的計(jì)算結(jié)果表明，富Ni-Ti團(tuán)簇優(yōu)先形成是由于Ni和Ti原子之間的相互作用能較低。但是，Ni-Ti團(tuán)簇只是一個(gè)過(guò)渡相，當(dāng)穩(wěn)定的Ni3Ti形成后，Mo原子從Ni3Ti中排出并與Ni3Ti一起形成核殼結(jié)構(gòu)。最后，論文提出了四種修正的理論模型來(lái)描述屈服強(qiáng)度與實(shí)驗(yàn)鋼微觀組織和析出特征之間的關(guān)系。

三維原子探針技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼的三維重構(gòu)圖像