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提高了Cu含量的反应堆压力容器(RPV)模拟钢经880℃+0.5 h水淬和660℃+10h调质处理,随后在370℃和400℃进行不同时间的时效处理。对测量了维氏硬度、并采用萃取复型、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、扫描透射电子显微镜(STEM)和EDS研究了富Cu相的析出过程,分析了富Cu析出相以及其它析出相的机构及成分信息。得到的主要结果有:(1)在STEM模式下观察了#1钢在370℃和400℃时效5000 h和6000 h后的高分辨图,观察得到的纳米富Cu析出相大小一般在10 nm左右。研究表明,在富Cu相析出过程中,Mn元素促进了Cu元素的扩散,加速Cu原子的偏聚,继而形成高Cu含量的富Cu析出相;而时效温度的升高加速Cu原子的偏聚。同时研究发现,在富Cu相析出过程中,Cu原子每隔一个晶面(Fe原子面)出现连续两层晶面的偏聚。(2)从400℃时效4000 h并经过30%冷轧变形样品的萃取复型上观察到一个富Cu析出相,大小约为7 nm。利用HRTEM晶格条纹像获得Fourier变换(FFT)和反Fourier变换(IFFT),可判定该富Cu析出相为五重孪晶结构。基于实验观察和分析,本文提出了一种在α-Fe基体和富Cu析出相界面上的两个不全位错同时发射得到五重孪晶的形成机理。即:冷轧后,α-Fe基体中的位错运动到I1和I2界面处,在I1和I2处产生应力集中,在应力激励下,分别位于富Cu析出相I1和I2界面处的两个60°全位错同时形核,然后各自分解为一个90°和一个30°肖克莱不全位错。其中,90°领先不全位错Bα和Aβ可以同时从I1和I2界面处发射,同步形成两个孪晶界TB1和TB2。在滑移面(1-1-1)上的领先位错Bα和滑移面(1-11)上的领先位错Aβ从界面处滑出并向前滑移并相遇,90°不全位错Bα被孪晶面TB2阻挡,同时90°不全位错Aβ被孪晶界TB1阻止,发生位错分解反应。孪晶界TB3和TB4是通过这两个不全位错在孪晶界TB1和TB2堆垛尖端处向界面发射不全位错形成的。最后孪晶界TB5也是通过这一机制形成。在本文提出的机理中,α-Fe和富Cu析出相的取向关系以及冷轧方向在五重孪晶形成过程中具有重要作用。所得到的结果对理解冷轧变形下的铁素体钢中富Cu析出相的孪生形变机制将有所帮助。