马氏体时效钢是一种以无碳（或微碳）马氏体为基体的析出强化钢。深入全面地理解纳米尺度的析出机理对于开发超高强度、高塑性的钢铁材料具有重要意义。

日前，中国科学院金属研究所先进钢铁结构材料研究团队以题为“Precipitate evolution and strengthening behavior during aging process in a 2.5 GPa grade maraging steel”在金属材料领域顶级权威期刊《Acta Materialia》上发表了马氏体时效钢相关的最新成果。

论文链接：

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

在这项研究中，科研人员综合利用原子探针层析（APT）成像技术，高分辨透射电镜（HRTEM）和第一性原理计算，揭示了2.5 GPa级马氏体时效钢中一种有趣的共析机制：Ni3Ti和富Mo纳米粒子的共析。富Ni-Ti团簇优先在过饱和固溶体中形核，随着时效地进行转变成Ni3Ti。与此同时，Mo原子的排斥导致Ni3Ti附近的富Mo纳米粒子不均匀析出，并最终与Ni3Ti相形成核壳结构。

实验钢480℃时效240min的TEM明场像及Ni3Ti 的高分辨图像

时效过程中合金元素之间相互作用能的计算结果表明，富Ni-Ti团簇优先形成是由于Ni和Ti原子之间的相互作用能较低。但是，Ni-Ti团簇只是一个过渡相，当稳定的Ni3Ti形成后，Mo原子从Ni3Ti中排出并与Ni3Ti一起形成核壳结构。最后，论文提出了四种修正的理论模型来描述屈服强度与实验钢微观组织和析出特征之间的关系。

三维原子探针技术对实验钢的三维重构图像