冷變形對(duì)含鋁奧氏體鋼高溫時(shí)效析出的影響

孫鋼，鄭繼云，周張健

(1.北京科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京，100083；2.中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院 反應(yīng)堆燃料及材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都，610041)

為了應(yīng)對(duì)能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)“碳中和”的目標(biāo)，必須高效率地利用現(xiàn)有的化石能源，降低CO2等氣體的排放，同時(shí)大力發(fā)展零碳排放的新能源[1]。其中，以具有較高溫度的超臨界水為能量交換介質(zhì)的超(超)臨界電站和屬于第四代核能系統(tǒng)的超臨界水堆受到了人們的重點(diǎn)關(guān)注[2-4]。隨著超臨界水溫度的不斷提高，急需研發(fā)能在高溫條件下(650～700 ℃以上)安全服役的具有優(yōu)異抗蠕變性能、耐腐蝕、成本較低的結(jié)構(gòu)材料。鎳基高溫合金可以基本滿足這些要求，但成本較高[5]。鐵素體鋼成本較低，但無(wú)法滿足高溫下的蠕變強(qiáng)度和抗氧化性能要求。奧氏體鋼的高溫強(qiáng)度和耐腐蝕性也需進(jìn)一步提高。近年來(lái)，人們研發(fā)出了一種含鋁奧氏體鋼即AFA 鋼(alumina-forming austenitic stainless steel)，兼具優(yōu)秀的高溫蠕變強(qiáng)度和抗腐蝕能力，是一種很有前途的新型耐熱鋼，在能量轉(zhuǎn)換領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力[6]，有望成為超(超)臨界電站和超臨界水堆的重要候選材料[7-13]。

AFA 鋼屬于典型的時(shí)效析出強(qiáng)化鋼，其優(yōu)異性能源于其顯微組織，尤其是析出相的有效調(diào)控。大量研究表明，在時(shí)效前進(jìn)行適當(dāng)程度的冷變形處理對(duì)第二相的析出有促進(jìn)作用。例如，在高溫超細(xì)沉淀強(qiáng)化鋼中，通過(guò)冷加工可以增加蠕變過(guò)程中納米級(jí)MC 碳化物的析出[7,14]。HU 等[15]對(duì)AFA 鋼進(jìn)行固溶處理后再冷軋退火，促進(jìn)了細(xì)而均勻的Laves 相沉淀物的析出。TROTTER 等[16]研究了不同冷變形量對(duì)Fe-20%Cr-30%Ni-2%Nb-5%Al(原子百分?jǐn)?shù))時(shí)效過(guò)程中組織演變的影響。冷變形產(chǎn)生缺陷，促進(jìn)了Laves 相和NiAl 相的析出，并使其體積分?jǐn)?shù)提高。增加冷變形量可使NiAl 相在較短的退火時(shí)間和較低的退火溫度下析出。冷變形量為90%的樣品在700 ℃時(shí)效后，可促進(jìn)Ni3Al的析出。一般認(rèn)為，冷變形產(chǎn)生高密度的位錯(cuò)，可作為L(zhǎng)aves 相、MC 碳化物、B2-NiAl和Ni3(Al,Ti)等析出相形核點(diǎn)，促進(jìn)析出行為。目前，關(guān)于AFA 鋼的冷變形對(duì)其時(shí)效析出行為的研究相對(duì)較多，而關(guān)于冷變形量對(duì)AFA 鋼力學(xué)性能的影響及其與時(shí)效析出相關(guān)系的研究非常少。

本文首先制備一種基體成分為Fe-25%Ni-15%Cr(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的AFA 鋼，命名為AFA25-15，然后研究不同冷變形量對(duì)AFA25-15 時(shí)效后析出相和力學(xué)性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)鋼的設(shè)計(jì)成分為Fe-15%Cr-25%Ni-3.5%Al-0.6%Nb-2%Mo-0.02%C(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，經(jīng)過(guò)真空感應(yīng)爐(ⅤIF-50 立式周期爐)熔煉成直徑為100 mm、高度為250 mm 的鑄錠，然后鍛造成長(zhǎng)×寬×高為60 mm×50 mm×80 mm 的實(shí)驗(yàn)用鋼錠，鍛造比為3:1。合金在1 200 ℃經(jīng)過(guò)40 min 的固溶處理后水淬，獲得固溶態(tài)樣品。用JMatPro軟件對(duì)樣品成分進(jìn)行熱力學(xué)計(jì)算。采用X熒光光譜儀(XRF-1800)、氧氮?dú)浞治鰞x(EMGA-830)和電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(安捷倫ICP-OES 715-ES)對(duì)合金的成分進(jìn)行檢測(cè)，合金各元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的設(shè)計(jì)值和實(shí)際值如表1所示。

表1 AFA25-15各元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)設(shè)計(jì)值和實(shí)際值Table 1 Designed and actual element mass fraction of AFA25-15 %

用電火花加工技術(shù)將固溶態(tài)鋼錠切成3 塊長(zhǎng)×寬×高為60 mm×25 mm×18 mm 的樣品。其中1 塊不進(jìn)行冷變形處理，另外2 塊分別進(jìn)行變形量為20%和50%的冷變形處理。固溶態(tài)及冷變形樣品均在650 ℃時(shí)效處理120 h。將冷變形量分別為0，20%，50%的樣品分別命名為AFA-0，AFA-20%和AFA-50%。

使用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(SU8100)和透射電鏡(JEOL2200FS)觀察材料的微觀結(jié)構(gòu)，并對(duì)成分進(jìn)行EDS 表征。掃描電鏡樣品經(jīng)不同粒徑碳化硅砂紙研磨，然后經(jīng)機(jī)械拋光至鏡面光潔度，使用30 mL HCl，30 mL H2O和10 mL HNO3配成的侵蝕液對(duì)樣品進(jìn)行浸蝕。采用電火花加工技術(shù)將所要觀察的透射電鏡樣品切割成0.5 mm 厚的薄片，并用SiC 砂紙將薄片磨至40～50 μm 厚度。用沖孔機(jī)將磨好的樣品沖成直徑為3 mm的圓片，最后利用雙噴減薄儀(DEDO DJ2000型)噴出薄區(qū)。本實(shí)驗(yàn)中使用的電解液為10%HClO4+90%CH3OH(體積分?jǐn)?shù))溶液，雙噴電解條件為-30 ℃，電流為50～60 mA，電壓為20 Ⅴ。

沿著冷變形方向制備M6 標(biāo)準(zhǔn)試樣，標(biāo)距為15 mm，標(biāo)距范圍直徑為3 mm。分別在室溫和700 ℃進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，拉伸速率為1 mm/min。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 熱力學(xué)計(jì)算

圖1(a)所示為AFA25-15 各成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果。AFA25-15 在600～1 200 ℃的溫度區(qū)間內(nèi)為單相奧氏體基體，主要析出相為NiAl、σ相、M23C6和MC 碳化物。圖1(b)所示為其在650 ℃時(shí)的相的分布柱狀圖。其中奧氏體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為82%，σ相質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.88%，NiAl和MC質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為6.64%和0.19%。

圖1 AFA25-15的熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果Fig.1 Thermodynamic calculation results of AFA25-15

2.2 不同冷變形量對(duì)顯微組織的影響

圖2所示分別為AFA-0，AFA-20%和AFA-50%這3 種時(shí)效樣品的XRD 衍射分析結(jié)果，三者均為奧氏體單相基體，在AFA-50%中還出現(xiàn)了NiAl 相的衍射峰。而在AFA-0 和AFA-20%中析出相的含量可能相對(duì)較少，XRD 的分辨率有限，需要通過(guò)掃描電鏡和透射電鏡進(jìn)一步進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)XRD 進(jìn)行定量分析，可以對(duì)樣品的位錯(cuò)密度進(jìn)行計(jì)算。從圖2可以看出，試樣中較為清晰的衍射峰分別為奧氏體的(111)，(200)，(220)和(311)晶面?？紤]微應(yīng)變的影響，材料的變形會(huì)引起X 射線的衍射線展寬的變化。根據(jù)W-H(Williamson-Hall)方程，以衍射峰的半峰寬代表衍射線的峰寬。將XRD 數(shù)據(jù)導(dǎo)入Origin 軟件中通過(guò)線性擬合求出殘余應(yīng)變。

圖2 AFA-0，AFA-20%和AFA-50%時(shí)效處理后的XRD分析結(jié)果Fig.2 XRD analysis results after AFA-0,AFA-20%,AFA-50% aging

式中：β為衍射峰的半寬高；b為柏氏矢量。

根據(jù)式(1)算得AFA-0，AFA-20%和AFA-50%時(shí)效后的位錯(cuò)密度，如表2所示。對(duì)于面心立方結(jié)構(gòu)的AFA 鋼，其柏氏矢量為0.25 mm，晶格常數(shù)a=0.36 nm。雖然通過(guò)XRD計(jì)算的位錯(cuò)密度會(huì)存在一定誤差，但其整體的變化規(guī)律仍可以參考。整體上，時(shí)效處理后的位錯(cuò)密度與冷變形量成正比。從表2 可以看出，隨著冷變形量由0 增加至20%，試樣的位錯(cuò)密度大約增加了3倍，而當(dāng)冷變形量增加到50%時(shí)，位錯(cuò)密度增加相對(duì)緩慢。

表2 不同冷變形量下AFA鋼的殘余應(yīng)變和位錯(cuò)密度Table 2 Residual strain and dislocation density of AFA steel with different cold deformation

圖3(a)所示為AFA25-15在1 200 ℃固溶處理后的光學(xué)顯微鏡(OM)照片。合金基體為單相奧氏體，可見(jiàn)大量的孿晶，平均晶粒粒徑約為174 μm，晶粒尺寸較粗大。圖3(b)所示為固溶處理后的SEM照片，晶界平直，晶內(nèi)和晶界幾乎未見(jiàn)析出物，說(shuō)明固溶比較充分。

圖3 AFA25-15固溶態(tài)的顯微照片F(xiàn)ig.3 Micrograph of AFA25-15 solid solution

圖4所示為AFA-0，AFA-20%和AFA-50%在650 ℃時(shí)效120 h后的OM照片。圖4(a)所示為沒(méi)有經(jīng)過(guò)冷變形處理的晶粒形貌。經(jīng)過(guò)冷變形處理后原來(lái)的等軸晶粒沿變形方向伸長(zhǎng)為扁平晶粒，在晶粒中產(chǎn)生一些滑移帶，如圖4(b)所示。當(dāng)變形量達(dá)到50%時(shí)，晶粒中會(huì)出現(xiàn)更多的滑移帶，構(gòu)成纖維組織，使晶粒變得模糊不清，如圖4(c)所示。

圖4 在650 ℃時(shí)效120 h的OM照片F(xiàn)ig.4 Micrographs of OM aged at 650 ℃ for 120 h

圖5所示為AFA-0，AFA-20%和AFA-50%在650 ℃時(shí)效120 h后的SEM照片，三者晶界處均可見(jiàn)較大尺寸的白色析出物。圖5(g)所示為晶界點(diǎn)1，2 和3 處析出物的EDS 結(jié)果，根據(jù)EDS 分析和文獻(xiàn)[17]，可確定其為Cr23C6。AFA-50%時(shí)效120 h后的樣品中可見(jiàn)明顯的纖維組織。采用高倍SEM對(duì)其進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)在纖維組織內(nèi)可見(jiàn)許多白色的析出物，但由于其尺寸太小，需要用透射電鏡來(lái)進(jìn)一步觀察。

圖5 在650 ℃時(shí)效120 h后的SEM結(jié)果Fig.5 SEM results after aging at 650 ℃ for 120 h

為了明確不同樣品晶內(nèi)和晶界的析出相種類、形態(tài)分布和尺寸等信息，分別對(duì)AFA-0，AFA-20%和AFA-50%在650 ℃時(shí)效120 h的樣品進(jìn)行透射電鏡觀察。圖6(a)所示為AFA-0時(shí)效后樣品晶內(nèi)析出相的分布情況，圖6(b)所示為圖6(a)的局部放大圖。析出相在基體中分布較均勻，數(shù)量較少。圖6(c)所示為析出相進(jìn)一步放大后的形貌圖，其表現(xiàn)為深色襯度，呈短棒狀。圖6(d)所示為析出物的衍射斑點(diǎn)，經(jīng)標(biāo)定為NiAl相。圖6(e)所示為AFA-0時(shí)效樣品晶界析出物的形貌，呈現(xiàn)淺色襯度，尺寸較大，直徑約為100 nm，長(zhǎng)度為200～300 nm。圖6(f)所示為點(diǎn)1處的衍射斑點(diǎn)，經(jīng)標(biāo)定為Cr23C6。

圖6 AFA-0在650 ℃時(shí)效120 h后的透射電鏡照片F(xiàn)ig.6 TEM images of AFA-0 aged at 650 ℃ for 120 h

圖7(a)和(b)所示分別為AFA-20%時(shí)效樣品晶內(nèi)和晶界析出相的TEM 照片。圖7(c)所示為點(diǎn)1，2 和3 的EDS 結(jié)果。與圖6(e)相比較，20%的冷變形量明顯提高了時(shí)效后晶內(nèi)析出相的體積分?jǐn)?shù)。經(jīng)EDS 分析可知，點(diǎn)1 和3 處的析出相富含Ni 和Al，應(yīng)為NiAl 相；點(diǎn)2 處的白色析出富含Mo 和Nb，可能為L(zhǎng)aves相。圖8(a)～(h)所示分別為AFA-20%時(shí)效樣品晶粒內(nèi)部的STEM 形貌和EDS 面分析圖，可清楚地觀察到晶粒內(nèi)部形成了2 種析出相。其中，襯度較暗的析出物占多數(shù)，富含Ni 和Al，而白色襯度的析出物富含F(xiàn)e，Mo和Nb。圖8(i)和(j)分別為點(diǎn)1 和2 處的析出物的衍射斑點(diǎn)，標(biāo)定點(diǎn)1為NiAl相、點(diǎn)2為L(zhǎng)aves相。值得注意的是，在TEM 觀察過(guò)程中，Laves 相在晶內(nèi)的分布極少，根據(jù)已有報(bào)道[18-20]，當(dāng)時(shí)效溫度為700 ℃及以上時(shí)，Laves相會(huì)大量析出。由此可見(jiàn)，該現(xiàn)象是時(shí)效溫度較低所致。

圖7 AFA-20%在650 ℃時(shí)效120 h后的TEM結(jié)果Fig.7 TEM results of AFA-20% aged at 650 ℃ for 120 h

圖8 AFA-20%在650 ℃時(shí)效120 h后的STEM結(jié)果和衍射斑點(diǎn)標(biāo)定Fig.8 STEM results and diffraction spot calibration of AFA-20% aged at 650 ℃ for 120 h

圖9所示為AFA-50%時(shí)效后晶內(nèi)析出物的TEM 形貌照片及其衍射斑點(diǎn)標(biāo)定結(jié)果。由圖9 可見(jiàn)：晶內(nèi)的析出物呈短棒狀，主要為NiAl 相，其數(shù)量與AFA-20%相比增加明顯，尺寸則略有增大。圖10所示為其在晶界處析出物的STEM 照片、EDS 結(jié)果和對(duì)應(yīng)的析出相的衍射斑點(diǎn)標(biāo)定結(jié)果。由圖10可知：晶界處的較暗襯度的析出相富含F(xiàn)e，Mo 和Nb；較亮襯度的析出相富含Ni 和Al，經(jīng)衍射斑點(diǎn)標(biāo)定結(jié)果可知其分別為L(zhǎng)aves 相和NiAl 相。與AFA-20%相似，在TEM 觀察過(guò)程中AFA-50%時(shí)效后的Laves相在晶界析出較多，但在晶內(nèi)析出極少。

圖9 AFA-50%在650 ℃時(shí)效120 h后的TEM圖像Fig.9 TEM results of AFA-50% aged at 650 ℃ for 120 h

圖10 AFA-50%在650 ℃時(shí)效120 h后的STEM結(jié)果Fig.10 STEM results of AFA-50% aged at 650 ℃ for 120 h

在高溫且長(zhǎng)期時(shí)效過(guò)程中，在晶界和晶內(nèi)會(huì)出現(xiàn)各種析出物，而析出物的形態(tài)和分布會(huì)影響其力學(xué)性能，因此，了解析出行為具有重要意義。M23C6的析出溫度為400～950 ℃，容易在晶界處優(yōu)先析出[21-23]，AFA-0，AFA-20% 和AFA-50% 在650 ℃時(shí)效120 h 樣品的晶界處都含有大量的Cr23C6，其析出后容易在晶界附近形成貧Cr區(qū)，引起晶間腐蝕。冷變形會(huì)促進(jìn)Mo 元素在晶界的偏聚，且Ni和Al具有較強(qiáng)的相互作用，所以，Laves相和NiAl 相會(huì)相繼在晶界析出，但在AFA-0 的晶界處沒(méi)有觀察到Laves 相。在晶內(nèi)，3 個(gè)樣品的主要析出相都為NiAl相，使用Image pro-plus軟件對(duì)三者的TEM 照片中析出相的面積分?jǐn)?shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，AFA-0，AFA-20%和AFA-50%時(shí)效后的NiAl 相的面積分?jǐn)?shù)分別為5.4%，13.0%和26.4%，可以得出NiAl 相的數(shù)量與冷變形量成正比。在晶內(nèi)AFA-20%和AFA-50%先形成大量的NiAl相，產(chǎn)生了貧Ni 區(qū)，降低了奧氏體基體的穩(wěn)定性，進(jìn)而導(dǎo)致Laves相的形成[24]。在奧氏體合金中，冷加工后快速析出的現(xiàn)象比較常見(jiàn)。例如，在鑄態(tài)的FeNiMnAl合金中，β-Mn結(jié)構(gòu)粒子只在長(zhǎng)期退火中形成，但機(jī)械研磨后的樣品位錯(cuò)密度高、空位密度大，顯著加速了其成核[25]。類似地，在316奧氏體不銹鋼中，可能通過(guò)增加缺陷濃度來(lái)加速取代擴(kuò)散，進(jìn)而加速金屬間化合物的析出。Laves相在晶界和晶內(nèi)少量析出，經(jīng)推測(cè)這是冷變形導(dǎo)致組成Laves相的元素?cái)U(kuò)散率增加的結(jié)果[26]。

對(duì)AFA-0，AFA-20%和AFA-50%在650 ℃時(shí)效120 h 樣品TEM 照片中NiAl 相的直徑和長(zhǎng)度進(jìn)行定量統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如圖11所示。圖11中，N，-d和-L分別代表統(tǒng)計(jì)的析出相的個(gè)數(shù)、平均直徑和平均長(zhǎng)度。由于冷加工使合金基體產(chǎn)生滑移帶、纖維組織、形變織構(gòu)等，其合金組織不像固溶態(tài)時(shí)那么簡(jiǎn)單，析出相的分布會(huì)受到冷加工引入的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)的影響。由圖11 可知：3 種樣品NiAl 相的直徑為8～20 nm，長(zhǎng)度為25～55 nm，其長(zhǎng)徑比為2～6。由圖11 還可知，冷變形量為20%時(shí)NiAl 相的尺寸略微細(xì)化，而冷變形量為50%時(shí)NiAl 相的尺寸略微增加。AFA-50%中的NiAl 相的直徑和長(zhǎng)度都較大。由此可見(jiàn)，在時(shí)效時(shí)間和時(shí)效溫度一定的情況下，適當(dāng)?shù)睦渥冃翁幚碓谝欢ǔ潭壬峡梢源龠M(jìn)析出相以更小的尺寸析出，當(dāng)冷變形量較大時(shí)，會(huì)使析出相的尺寸略微增大。

圖11 650 ℃時(shí)效后的NiAl相直徑和長(zhǎng)度直方圖Fig.11 Diameter and length histogram of NiAl phase after aging at 650 ℃

2.3 不同冷變形量對(duì)力學(xué)性能的影響

表3所示為3種實(shí)驗(yàn)鋼在室溫和高溫的拉伸性能參數(shù)，圖12所示為3 種實(shí)驗(yàn)鋼在室溫和高溫的工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線。由表3 可見(jiàn)：在室溫下，隨著冷變形量的增加，抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度提高，斷后伸長(zhǎng)率降低。在室溫下，AFA-0 的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和斷后伸長(zhǎng)率分別為796 MPa，403 MPa和47.9%。相對(duì)于AFA-0，AFA-20%抗拉強(qiáng)度提高到1 049 MPa，提升了31.8%；屈服強(qiáng)度提高到863 MPa，提升了114.1%；但斷后伸長(zhǎng)率降低到27.3%，僅僅降低了44.8%。當(dāng)變形量由20%增加到50%后，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別為1 126 MPa和888 MPa，較AFA-20% 僅分別提升7.4% 和2.9%，但是斷后伸長(zhǎng)率卻降低了54.8%。經(jīng)過(guò)適當(dāng)冷變形時(shí)效后的樣品，強(qiáng)度明顯提升，說(shuō)明冷變形后析出的NiAl 相和位錯(cuò)的交互作用起到了明顯的強(qiáng)化作用；進(jìn)一步加大變形量對(duì)強(qiáng)度提升不明顯，卻大大削弱了材料的塑性。在高溫下，隨著冷變形量的增加，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度先提高后降低，斷后伸長(zhǎng)率先降低后略有提高。AFA-50%比AFA-20%的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別降低了約100 MPa 和80 MPa，斷后伸長(zhǎng)率相差不大。其原因可能為NiAl 相發(fā)生了韌脆轉(zhuǎn)變，其在室溫下可以起到明顯的強(qiáng)化作用，在高溫下則失去強(qiáng)化效果，但是可以提高材料的塑性[27]。

表3 AFA-0，AFA-20%和AFA-50%在室溫和700 ℃時(shí)的拉伸參數(shù)Table 3 Tensile parameters of AFA-0,AFA-20%,AFA-50% at room temperature and 700 ℃

圖12 AFA-0，AFA-20%和AFA-50%時(shí)效后的應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig.12 Stress-strain curves after aging of AFA-0,AFA-20% and AFA-50%

圖13所示為不同試樣在室溫下的拉伸斷口宏觀與微觀照片。從室溫拉伸斷口的宏觀照片來(lái)看，AFA-0 和AFA-20%出現(xiàn)了明顯頸縮，AFA-50%幾乎沒(méi)有頸縮現(xiàn)象，見(jiàn)圖13(a)，(b)和(c)，從微觀照片來(lái)看，AFA-0，AFA-20%和AFA-50%中的韌窩形態(tài)逐漸由大而深向小而淺轉(zhuǎn)變。即隨著冷變形量的增加，材料逐漸由韌性斷裂向脆性斷裂轉(zhuǎn)變，塑性逐漸下降，見(jiàn)圖13(d)，(e)和(f)。

圖13 不同試樣室溫拉伸斷口Fig.13 Tensile fracture of different samples at room temperature

3 結(jié)論

1)時(shí)效后，在冷變形量由0 增加到20%再到50%的過(guò)程中，位錯(cuò)密度先急劇增加后緩慢增加。

2)在晶界處，AFA-0，AFA-20%和AFA-50%在650 ℃時(shí)效120 h 樣品均含有粗大的Cr23C6，冷變形促進(jìn)了Laves相和NiAl相在晶界的析出。在晶內(nèi)，三者均析出NiAl相，且NiAl相的數(shù)密度與冷變形量成正比。當(dāng)冷變形量為20%時(shí)，可使NiAl相的尺寸略微細(xì)化；當(dāng)冷變形量達(dá)到50%時(shí)，會(huì)使NiAl 相尺寸略微粗化。冷變形處理僅促進(jìn)極少量Laves相在晶內(nèi)析出。

3)實(shí)驗(yàn)鋼的室溫強(qiáng)度與冷變形量成正比，塑性與冷變形量成反比。當(dāng)冷變形量為20%時(shí)，可明顯提升實(shí)驗(yàn)鋼抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，同時(shí)還具有良好的塑性；當(dāng)冷變形量增加到50%后，對(duì)強(qiáng)度提升不大，但會(huì)顯著降低塑性。在高溫下，試樣AFA-20%的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度相對(duì)于試樣AFA-0 分別提升82.6%和25.5%，尤其是屈服強(qiáng)度提升顯著；但試樣AFA-50%的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度相對(duì)于試樣AFA-20% 分別降低了15.6% 和11.1%，但二者塑性相差不大。綜上所述，適當(dāng)?shù)睦渥冃?20%)處理可使Fe-25Ni-15Cr 基AFA 鋼兼具高強(qiáng)度和良好的塑性。