V(C,N)在未變形奧氏體中析出的動力學過程十分緩慢。實際上，對于正常成分的含釩鋼，在高于1000℃終軋時，幾乎所有的釩將在鐵素體中析出，而不會在奧氏體中析出。當鋼中釩和氮含量都比較高時，少量的釩有可能在奧氏體中析出。在控制軋制過程中一些固溶態(tài)的釩可以通過形變誘導以V(C,N)形式在奧氏體中析出。對Ti-V復合微合金化鋼，在連鑄過程或再加熱過程中(如薄板坯連鑄連軋的低加熱溫度下)，奧氏體中可形成(Ti,V)(C,N)復合析出相粒子。在釩微合金化鋼中增氮，大大加快了V(C,N)顆粒在奧氏體中的析出過程。
MnS夾雜物是V(C,N)顆粒在奧氏體中析出的有利位置。圖1和圖2顯示0.10%MnS夾雜物是V(C,N)顆粒在奧氏體中析出的有利位置。圖1和圖2顯示0.10%V-0.020%N釩氮微合金化低碳鋼中V(C,N)析出相的形貌。V(C,N)依靠MnS夾雜物作為形核核心，長大成為方形的VN析出相，見圖1a。鋼中AlN夾雜物也能作為奧氏體中V(C,N)形核的核心，見圖1b。當然，釩氮鋼中有時還能觀察到其他形貌的奧氏體中的V(C,N)析出相顆粒，見圖2。
圖1 釩氮低碳鋼中VN在MnS、AlN夾雜上的析出
a-MnS上析出的VN；b-AlN上析出的VN
圖2 釩氮微合金化低碳鋼（0.11%C-0.41%Si-1.32%Mn-0.11%V-0.014%N）中MnS夾雜上析出的VN顆粒形貌
LiY等人的研究結果表明，在薄板坯連鑄連軋的V-Ti-N微合金化鋼中，釩參與高溫奧氏體中的析出，形成V、Ti復合析出相。V、Ti復合析出相顆粒在鋼中呈現(xiàn)不同的析出形貌，除了傳統(tǒng)的立方形TiN析出相的形貌外，還可觀察到星形分布的V、Ti復合析出相(圖3)，以及成串分布的立方形顆粒(圖4)。析出相成分分析結果表明，這些高溫析出相幾乎是純氮化物，N/(Ti＋V)的摩爾比在0.9～1.1之間。Ti/(Ti＋V)的摩爾比隨析出溫度升高而增加，1050℃溫度保溫時，析出相中Ti/(Ti＋V)摩爾比在0.2～0.3之間，而溫度超過1150℃時，析出相中Ti/(Ti＋V)摩爾比升高到0.40～0.55之間。
圖3 V-Ti-N鋼中星形分布的(Ti,V) (C,N)析出相的TEM照片
圖4 V-Ti-N鋼中立方形狀的(Ti,V) (C,N)析出相的TEM照片
a-鑄態(tài)試樣；b-1100℃溫度均熱
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除夾雜物上產生的復合析出外，釩氮鋼中V(C,N)顆粒可沿原始奧氏體晶界析出。圖5示出了薄板坯連鑄連軋的釩氮微合金化鋼中，沿原始奧氏體晶界輪廓析出的V(C,N)顆粒形貌，析出顆粒的尺寸范圍在10～40nm的范圍。
圖5 釩氮鋼中V(C,N)顆粒沿原始奧氏體晶界析出
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應變誘導析出是微合金化元素在奧氏體中析出的主要方式。特別是對Nb微合金化鋼，通過應變誘導碳氮化鈮在奧氏體中析出來達到阻止回復再結晶的目的，這也是含鈮鋼能夠實現(xiàn)控制軋制的主要原因之一。在常規(guī)的熱軋變形溫度范圍內，碳氮化鈮有很大的析出驅動力，在很寬的變形溫度范圍內均可產生應變誘導析出，而對釩微合金化鋼，VC一直到850℃溫度下均可完全固溶于奧氏體中，只有在較高的釩和氮含量情況下，鋼中VN在低于1000℃以下溫度變形時可以產生少量的析出。
V(C,N)在奧氏體晶粒內的應變誘導析出取決于鋼中的釩、氮含量以及形變溫度和形變量的大小。對高氮的含釩鋼，終軋溫度在850～900℃范圍進行變形，V(C,N)能夠在奧氏體晶粒內部產生誘導析出。圖6顯示，在0.15%C-0.12%V-0.020%N的V-N微合金化熱軋Ｈ型鋼中，可觀察到奧氏體中獨立析出的V(C,N)析出顆粒，顆粒形貌以立方形為主。
圖6 V-N微合金化熱軋H型鋼中V(C,N)顆粒在奧氏體晶粒內部析出
a-應變誘導析出V(C,N)顆粒形貌；b-V(C,N)顆粒能譜圖
ZajaC等人深入研究了釩氮微合金化鋼中V(C,N)顆粒在奧氏體中的析出規(guī)律。增加變形量是促進V(C,N)顆粒在奧氏體中析出的有效方法。0.10%V-0.02%N的釩氮鋼中，經(jīng)900℃、50%變形后，奧氏體中析出的V(C,N)顆粒明顯增加，見圖7a。奧氏體中析出的V(C,N)顆粒形貌主要為立方形，能譜分析的結果表明析出顆粒主要為釩的氮化物，見圖7b。析出相的尺寸分布如圖7c所示，顆粒尺寸大小在20～80nm范圍，顆粒分布密度約為0.5/μm。
圖7 釩氮鋼(0.10%V-0.02%N)經(jīng)900℃/50%變形后奧氏體中析出的V(C,N)顆粒
a-V(C,N)顆粒形貌及分布；b-V(C,N)顆粒能譜圖；c-V(C,N)顆粒尺寸分布
奧氏體中析出的V(C,N)顆粒尺寸相對較大，不能起到析出強化的作用。相反，由于釩在奧氏體中析出減少了基體中固溶的釩含量，導致鐵素體中V(C,N)析出數(shù)量的降低，會減弱釩的析出強化效果。但是，奧氏體中析出的V(C,N)顆粒為鐵素體形核提供了有效的核心位置，起到誘導晶內鐵素體形核的作用，從而細化鐵素體晶粒。圖8給出了晶內鐵素體晶粒在V(C,N)顆粒上形核長大的例子。圖中可見，有四個晶內鐵素體晶核在同一個VN顆粒上同時形核長大。
圖8 釩氮鋼(0.10%V-0.02%N)中晶內鐵素體在VN顆粒上形核
奧氏體中析出的V(C,N)誘導晶內鐵素體形核的技術為含釩鋼晶粒細化提供了一條有效途徑。V(C,N)誘導晶內鐵素體形核與再結晶控制軋制技術相結合，產生了新一代的TMCP工藝，在非調質鋼、厚截面鋼板、型鋼等領域獲得了很好的應用。
