综述：高温时效Custom 455不锈钢中第二相的析出特性

（编辑推荐）本研究通过透射电镜（TEM）和原子探针断层扫描（APT）揭示了Custom 455不锈钢在540°C时效4小时后第二相的析出行为。研究发现马氏体板条间存在层状奥氏体，其中Ni3Ti相与G相（Ni16Ti6Si7）以富Cu析出相为核心共沉淀，并呈现特定取向关系：(111)Cu//(0004)η。该研究为高温应用场景下材料性能优化提供了理论依据。

　　

高温时效Custom 455不锈钢中第二相的析出特性

引言

随着航空航天和海洋工程对高强度耐腐蚀材料的迫切需求，低碳Custom 455不锈钢因其通过纳米析出相（如富Cu相和Ni₃Ti相）实现1700 MPa级超高强度而备受关注。传统研究多聚焦于中低温时效（≤480°C），而实际应用如航空发动机紧固件常面临更高温度环境。本研究首次系统分析了540°C高温时效下第二相的析出特征。

实验方法

采用商业Custom 455不锈钢（成分见表1），经850°C固溶处理后进行540°C×4h时效。通过电子背散射衍射（EBSD）观察马氏体层级结构，结合TEM和APT解析析出相的空间分布及晶体学关系。

关键发现

马氏体中的析出行为

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  层状奥氏体分布于马氏体板条间，马氏体内部可见棒状Ni₃Ti相（长50 nm）与球形G相（直径6 nm）共沉淀于富Cu相周围，三者存在严格取向关系：(111)_Cu//(0004)_η//(022?)_G//(011?)_M。

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  富Cu相作为形核核心，促进Ni₃Ti相（非共格，易粗化）和G相（共格，尺寸稳定）的析出。

奥氏体中的独特现象

在奥氏体/马氏体界面附近，棒状Ni₃Ti相与椭球G相独立析出，取向关系为(0004)_η//(022?)_G//(011?)_M//(11?1)_γ，其尺寸显著区别于马氏体内部析出相。

结论与意义

该研究阐明了高温时效下多相协同析出的微观机制，为设计耐高温高强不锈钢提供了重要理论支撑。富Cu相的"催化"作用、G相的尺寸稳定性等发现，对开发航空紧固件等关键部件具有直接指导价值。