非调质钢中钛脱氧产物析出行为

[D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2006.03.009 第28卷第3期 北京科技大学学报 Vol.28 No.3 2006年3月 Journal of University of Science and Technology Beijing Mar.2006 非调质钢中钛脱氧产物析出行为 宋 波1)毛璟红2》王福明1)罗志涛1)杨颖1)杨占兵1) 1)北京科技大学冶金与生态学院.北京1000832)北京科技大学材料学院，北京100083 摘要从氧化物冶金的观点从发，利用扫描电镜和图像分析仪研究了非调质钢加钛脱氧后钢液 中夹杂物的形貌、组成和尺寸分布以及孕育时间对夹杂的影响，并考察了加钛前后钢的组织变化 结果表明：钛的脱氧产物都可成为硫化锰夹杂的形核核心；此类夹杂物呈细小弥散析出，适当的孕 育时间可使夹杂细化；加钛后，钢的组织细化 关键词氧化物冶金；非调质钢；夹杂物；尺寸分布 分类号TF703.5;TF762,3 70年代的石油危机，对汽车行业的用材和工 化钛颗粒能起到作为有益质点，细化晶粒，提高钢 艺产生了强烈的影响，能否省去耗能很高的调质 材强韧性的作用一氧化物冶金，但其作用机理 工序成为亟待解决的问题)，非调质钢的出现解 不甚清楚.因此，本文针对汽车用非调质钢，在一 决了此问题.非调质钢是在中碳钢中通过添加微 定洁净度条件下，通过钢中加钛脱氧，研究脱氧产 量合金元素（如Nb,V,T)及控轧（锻）控冷，使之 物的析出行为和影响因素，为非调质钢中钛氧化 在轧（锻）后不经调质处理即可获得合金调质处理 物冶金应用提供依据 后所能达到的力学性能.它省去了热处理工序 1 (淬火和高温回火)，是节能、高效、环保的“绿色钢 实验 材”，但最大的缺点是韧性差 参照微合金非调质钢国家标准 有些文献指出，钢中加入金属钛，通过控制条 (GF40 SiMnVS),实验所用原料成分见表1. 件，能产生弥散、细小的氧化钛颗粒26】.这些氧 实验在高温钼丝炉内进行.将装有400g实 表1非调质钢的化学成分（质量分数） Table 1 Chemical composition of the non-quenched and tempered steel % Si Mn P Ni Cr 0 N 0.35 0.20 1.45 0.016 0.03 0.05 0.002 0.045 0.0024 0.0070 验原料的氧化铝坩埚放入高温炉内，通电加热升 用配有能谱仪的扫描电子显微镜对夹杂物进行成 温.炉内通氩气保护，用双铂铑(PtRh30-PtRh6) 分分析并观察形貌.用扫描电镜结合Qwin图像 热电偶配合一台DWK-702精密温度控制仪控制 分析仪测定试样中的夹杂物颗粒尺寸及分布.用 炉温，控温精度±2℃.钢料加热至1600℃熔化 金相显微镜观察1200℃淬火锻后组织. 后，加入含钛量范围为0.0083%~0.0255%的铁 钛合金或电解钛进行脱氧处理，然后保温孕育若 2实验结果与分析 干时间，分别用石英管取样，随后断电钢液随炉冷 2,1钢中夹杂物形貌和组成的分析 却.温度降至1200℃时，取出坩埚淬火，得到 利用扫描电镜(SEM)与能谱仪(EDS),对试 1200℃淬火试样 样中的夹杂物进行形貌和组成分析.从分析结果 熔炼的钢样经加工、清洗处理后制成金相样， 中可以看出，未加钛的原始样中夹杂主要为硫化 锰夹杂（如图1），同时还有少量的单个氧化铝夹 收稿日期：20050607修回日期：2005-0906 基金项目：教育部博士点基金资助项目(No.20030008010) 杂（如图2）和硫化锰在氧化铝析出的复合夹杂 作者简介：宋波(1963一).男，教授，博士 (如图3)

第 2 8 卷 第 3 期 2 0 0` 年 3 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n la o f U n ive rs i t y o f Sc i e n ce a n d T e e h no l o g y 砚对i n g V o l . 2 8 N O 。 3 M ra . 2 0 0 6 非调质钢 中钦脱氧产物析出行 为 宋 波 ` ) 毛绿 红 2) 王 福 明 ` ) 罗志 涛 ` ) 杨 颖 ` ) 杨 占 兵 l) l )北京科技大学冶 金与生 态 学院 , 北京 10 0 0 8 3 2 ) 北京科技大学材料学院 , 北京 1 0 00 8 3 摘 要 从氧化物 冶金的观点从发 , 利用扫描 电镜和 图像分析仪研究 了非调质钢加钦脱氧后 钢液 中夹杂物的形貌 、 组成和尺寸分布以 及孕育时间对夹杂的影响 , 并考察 了加钦前后钢 的组 织变化 . 结果表明 : 钦的脱氧产物都可成为硫化锰夹杂的形核核心 ;此类 夹杂 物呈 细小弥散析 出 , 适当的孕 育时间可使夹杂细化 ; 加钦后 , 钢的组织细化 . 关键词 氧化物冶金 ; 非调质钢 ; 夹杂物 ; 尺寸分布 分类号 T F 7 0 3 . 5 ; T 7F 6 2 + . 3 70 年代的石油危 机 , 对汽 车行 业 的用材 和工 艺产生 了强 烈的影 响 , 能 否 省去 耗能 很高 的调 质 工序成为 函待 解 决 的问题 川 , 非 调质 钢 的 出现 解 决 了此 问题 . 非调质钢 是在 中碳钢 中通 过添 加微 量合金元 素( 如 N b , V , iT ) 及 控 轧 ( 锻 ) 控冷 , 使 之 在轧 (锻 ) 后 不经调质处 理即可 获得 合金调 质处理 后 所 能 达 到 的力 学 性 能 它 省 去 了热 处 理 工 序 (淬火和高温 回火 ) , 是节 能 、 高效 、 环保的 “ 绿色 钢 材 ” , 但 最大的缺 点是韧性 差 . 有些文献指 出 , 钢中加入金属钦 , 通过控制条 件 , 能产 生弥散 、 细 小 的氧化 钦 颗粒 工2一 这 些 氧 化 钦颗粒能起 到作为有 益质点 , 细 化晶粒 , 提 高钢 材强韧性 的 作用— 氧化 物 冶金 , 但 其 作 用机理 不甚 清楚 . 因此 , 本文针对 汽车 用非调 质钢 , 在 一 定洁净度条 件下 , 通过 钢中加钦脱 氧 , 研 究脱氧产 物的析 出行 为和 影 响 因素 , 为非 调质 钢 中钦 氧化 物冶金 应用提供 依据 . 1 实验 参 照 微 合 金 非 调 质 钢 国 家 标 准 ( G 4F 0 SI M n v )S , 实验 所用原料 成分见表 1 . 实验在 高温钥丝炉 内进行 . 将装有 4 0 9 实 表 1 非调质钢的 化学成分 (质工分数 ) aT b l e 1 C h e 而ca l co m l犯s it i o n o f t h e no -n q ue n c h de a dn et m 碑r de s te l % C 5 1 M n P N i C r AI 5 O N 0 . 3 5 0 . 2 0 1 . 4 5 0 . 0 1 6 0 . 0 3 0 . 0 5 0 . 0 0 2 0 . 04 5 0 . 0 0 2 4 0 . 0 0 7 0 验原 料的氧化 铝增 祸 放入 高 温炉 内 , 通 电加热升 温 . 炉 内通 氢气 保护 , 用 双 铂 锗 ( R R h 3。 一 R R 坑) 热 电偶 配合一 台 I〕W K 一7 0 2 精密温度控制 仪控 制 炉温 , 控温精 度 土 2 ℃ . 钢料 加热 至 1 6 0 ℃ 熔 化 后 , 加 入含钦量 范围为 0 . 0 0 8 3 % 一 0 . 0 2 5 5 % 的铁 钦合金 或电解钦 进 行脱 氧 处理 , 然后 保 温孕 育 若 干时 间 , 分别用石英管取样 , 随后断 电钢 液随炉冷 却 . 温 度降 至 1 2 0 0 ℃ 时 , 取 出 增 涡 淬 火 , 得 到 1 2 0 0 ℃ 淬火 试样 , 熔炼的钢样经 加工 、 清洗 处理后制成金相样 , 收稿 8 期 : 20 0 5习 6 一 0 7 修回 B 期 : 2 0 0 5刃9一6 荃金项 目 : 教育部博士点基金资助项 目( N 。 . 2 00 3 0 0 0 8 0 1田 作者简介 : 宋波 ( 1 9 6 3一 ) , 男 , 教授 , 博士 用配有 能谱仪 的扫 描 电子显 微镜对 夹杂物进行 成 分分析并观察形 貌 . 用扫 描 电镜结 合 Q w in 图像 分析仪测 定试 样 中的夹杂物 颗粒 尺寸及 分布 . 用 金相显微镜观察 1 2 0 ℃ 淬火 锻后组织 . 2 实验结果与分析 2 . 1 钢中夹杂 物形貌和组 成的分析 利用扫描 电镜 ( S E M ) 与能谱仪 ( E D )S , 对 试 样 中的夹杂物进行形貌 和组成 分析 . 从 分析结 果 中可 以 看 出 , 未 加 钦的 原 始样 中夹 杂 主要 为硫 化 锰 夹杂 ( 如 图 1) , 同时 还 有少 量 的单个 氧化 铝 夹 杂 (如 图 2 ) 和 硫 化 锰 在 氧 化 铝 析 出 的 复 合 夹 杂 ( 如 图 3 ) . DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2006. 03. 009

Vol.28 No.3 宋波等：非调质钢中钛脱氧产物析出行为 ·243· Fe Mn Mn Fe 图1原始样中夹杂物的形貌及组成(1#夹杂) Fig.I Morphology and chemical composition of inelusions in the steel before adding Ti (No.I Inelusion) 图2单个氧化铝夹杂的形貌及组成 Fig.2 Morphology and chemical composition of Al2O,inclusion in the steel before adding Ti Mn Fe Fe 位置1的能谱 位置2的能谱 图3疏化锰和笔，化铝是合夹杂的形貌及组成 Fig.3 Morphology and chemical composition of MnS and Al2O,complex inclusion in the steel before adding Ti

V o l 。 2 8 N o 。 3 宋波等 : 非调质钢中钦脱氧产物析出行为 2 4 3 曰 3 妮 1七证不U乳1七枯 星甘 犬乐剑箔祝双 组从 F i g . 3 M o r P h o l o gy a n d e h e而 ea l co m P os i t i o n o f r以 n s a n d A l z O3 e o m P l e x i n e l u si o n i n t he st e e I be fo r e a d di n g Ti

·244· 北京科技大学学报 2006年第3期 从图1~3可以看出：原始样中硫化锰夹杂形 加钛后试样中的夹杂物主要为氧化铝、氧化 状各异，尺寸较大，最大直径超过5um,单个氧化 钛和硫化锰复合夹杂（如图4）和一些单个硫化锰 铝夹杂形状不规则，尺寸约在2~3m范围内；氧 夹杂（如图5），个别炉次中(0.021%T)发现少量 化铝和硫化锰复合夹杂物形状也不规则，尺寸约 氧化钛和硫化锰复合夹杂物（如图6）以及氧化 在2um左右 钛、硅酸盐和硫化锰的复合夹杂物（如图7）. 图4加钛后钢中夹杂物的形貌与组成(1#夹杂) Fig.4 Morphology and chemical composition of inclusions in the steel after adding Ti (No.I inclusion) Mn Fe 围5单个硫化锰的夹杂形貌与组成 Fig.5 Morphology and chemical composition of single MnS in the steel after adding TI Mn Fe Ti 图6氧化钛、硫化锰复合夹杂的形貌与组成 Fig.6 Morphology and chemical composition of TI oxide and MnS complex inclusion in the steel after adding T 从图4~7可以看出，钢液加钛后夹杂物尺寸 2m左右.说明在本实验钢液成分下，加入 明显变小，大部分夹杂尺寸小于2m,形状变为 0.0083%~0.0025%Ti,钢液中主要形成的是 球形，而且氧化物夹杂上都有硫化锰析出.另外 钛、铝复合氧化物夹杂，它们在凝固过程中，成为 部分硫化锰由于没有足够的氧化物夹杂作为形核 了硫化锰夹杂的形核核心，最终得到氧化物和硫 核心，所以凝固时单独析出，但尺寸也不大，约在 化锰复合夹杂，关于硫化锰在球形钛氧化物夹杂

北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 6 年第 3 期 从 图 1一 3 可 以看 出 :原 始样 中硫 化锰夹杂形 状各异 , 尺寸较大 , 最大 直径超 过 5 拜m , 单个氧 化 铝 夹杂形 状不规 则 , 尺寸约在 2 一 3 拌m 范 围内 ; 氧 化铝和 硫化锰复 合夹杂物形 状也 不 规则 , 尺 寸约 在 2 胖m 左右 . 加钦后 试样 中的 夹杂 物 主要 为 氧化铝 、 氧 化 钦和 硫化锰复合夹杂 (如 图 4) 和一 些单个 硫化锰 夹杂 (如图 5 ) , 个别炉 次 中 ( 0 . 0 21 % iT )发现少 量 氧化 钦和 硫化 锰复合 夹杂 物 (如 图 6) 以及 氧 化 钦 、 硅 酸盐和 硫化锰的复合夹杂 物(如 图 7) . 从 图 4 一 7 可以看 出 , 钢液加钦后夹杂物尺寸 明显变小 , 大部分夹 杂尺 寸小 于 2 拌m , 形 状变为 球形 , 而 且氧 化物夹杂上 都有硫 化锰析 出 . 另 外 部分硫 化锰 由于没 有足够的氧化物夹杂作为形 核 核心 , 所以凝固时 单独 析 出 , 但尺 寸也 不 大 , 约 在 2 拼m 左 右 . 说 明 在 本 实验 钢 液 成 分 下 , 加 入 0 . 0 0 8 3 % 一 0 . 0 0 2 5 % T i , 钢液 中主 要 形 成 的是 钦 、 铝 复合氧 化物 夹杂 , 它们在凝 固过 程 中 , 成为 了硫化锰夹杂 的形 核 核 心 , 最终得 到氧 化 物 和硫 化锰复合夹杂 . 关于硫化锰在球形钦氧化物夹杂

Vol.28 No.3 宋波等：非调质钢中钛脱氧产物析出行为 ·245· 上析出文献[6]也有报道 较.利用SEM在试样中任意选择6个视场，拍摄 2.2夹杂物的尺寸分析 6张照片，然后用Qwin图像分析仪进行尺寸统 (1)加钛前后夹杂物尺寸比较 计.每个试样中夹杂物统计总数约为100个左 实验对加钛前后钢中的夹杂物尺寸进行比 右，结果见图8 时w阳mAO他 位置1的能谱 Fe Mn Mr 位置2的能谱 位管3的能谱 图】氧化钛，硅酸盐和硫化锰复合夹杂的形貌与组成 Fig.7 Morphology and chemical composition of Ti oxide,silicate and MnS complex inclusion in the steel after adding Ti 44 50 31.9% (a)加钛前 432 478% 44 b)加钛后(0.016%Ti.300s) 45 28 40 40 23.9% 36 22.0% 33.7% 35是 28 2 30￥ 16 25 12.4% 20 2 0m g89 8 14.1% 8 0 4 33% 1.1% 0 0.5 0.51.01.0-1.51.5-2.02.0> 05 0.51.01.0-1.51.5-2.0 2.0> 夹杂物尺寸但m 夹杂物尺寸加m 图8加钛前后钢中夹杂物尺寸比较 Fig.8 Comparison of the size of inclusions in the steel before and after adding Ti 从图8可以看出，未加钛的钢样中，夹杂物尺 (2)孕育时间对夹杂物尺寸影响. 寸主要在1~1.5m范围内，尺寸>2um的夹杂 实验研究了加钛后，不同孕育时间对夹杂物 比较多.加钛后，尺寸2m的夹杂夹杂所占极少.由 对夹杂物尺寸影响 此可见，加钛后钢中尺寸大的夹杂物数目明显减 图10为0.016%Ti和0.021%Ti两个炉次 少，尺寸小的夹杂物数目明显增多，由此说明加钛 实验中，尺寸>2um的夹杂和尺寸<0.5m的夹 减少了钢中夹杂的尺寸 杂个数所占百分此随孕育时间的变化

V o l . 2 8 N O 。 3 宋波等 : 非调质钢中钦脱氧产物析出行为 上析 出文献 「]6 也有 报道 . 2 . 2 夹杂物 的尺寸 分析 ( 1) 加钦前后夹杂物 尺寸 比较 . 实验对 加 钦前 后 钢 中的夹 杂 物 尺 寸进 行 比 较 . 利 用 S E M 在试样 中任意选择 6 个视 场 , 拍 摄 6 张 照 片 , 然 后 用 Q iw n 图像 分 析 仪 进 行 尺 寸 统 计 . 每个 试样 中 夹 杂 物 统 计 总 数 约 为 10 个 左 右 , 结果 见 图 8 . 从 图 8 可 以看出 , 未 加钦的钢样 中 , 夹杂物尺 寸 主要在 1 一 1 . 5 拼 m 范 围 内 , 尺寸 > 2 拜m 的夹 杂 比较多 . 加 钦后 , 尺 寸 2 拼m 的夹杂 夹 杂所 占极 少 . 由 此可见 , 加钦后 钢中尺 寸大 的夹 杂 物数 目明显 减 少 , 尺寸小的夹杂物数 目明显增 多 , 由此说明加钦 减少 了钢中夹 杂的尺寸 . ( 2) 孕 育时 间对夹杂物 尺寸影响 . 实验 研 究了加 钦 后 , 不 同孕 育 时 间对 夹 杂物 尺寸的影响 . 图 9 为 0 . 0 16 % iT 炉 次的孕 育时 间 对夹 杂物尺 寸影 响 . 图 10 为 0 . 0 16 % iT 和 0 . 0 2 1 % iT 两个炉 次 实验 中 , 尺寸 > 2肛m 的夹杂和尺 寸 < 0 . 5 拜m 的 夹 杂个 数所 占百分 比随孕 育时 间的变化

·246· 北京科技大学学报 2006年第3期 48 5 60 (a)605 48 b180s 40 56 52 40 3.3% 6 30 36.7% 380% 440 28 3 26.% 25 32 20 6 20 13 19.0% 2420 13.39% 789 28 10 84 12 40 38 25% 4 0.5101015 05 0.5-1010-1.5 5-20 2.0 夹杂物尺寸m 夹杂物尺寸m (c)300s 50 50 4789 45 (d600s 40 45 40 0 32 35 270 3569% 3564 36 824 30 5 0 20 24 628 410 15 10 10 5 8 33 3.49% L1% 5 0.51.0101515-2.0 2.0> 0 0.5 0.5-1010151520 夹杂物尺寸m 夹杂物尺寸加m 孕育时问不同对夹杂物的尺寸形响 Fig.9 Effect of holding time on the size of inclusions in the Ti-deoxidezed steel 70 2.3 钢的组织变化 实验研究了加钛(0.0083%T)和不加钛的 850 1600℃淬火所得钢样与加钛(0.025%Ti)和不加 名 钛从1600℃炉冷到1200℃再淬火所得钢样的组 30 0.016%Ti,夹杂尺寸2μm 0.021%Ti,夹杂尺寸2m 40℃·min1),成为直径10mm棒材.棒材抛光 100 200300 400500 600 后用3%的硝酸酒精溶液侵蚀，在金相显微镜下 孕育时间s 观察其微观组织形貌，见图11. 图10夹杂物数目随孕育时间的变化 从图11中可以看出，未加钛的1600℃淬火 Fig.10 Change of holding time with the number of inclusions 钢样和1200℃淬火钢样组织都是网状铁素体和 in the Ti-deoxidized 一些珠光体。加钛后，网状铁素体都变为针状体 从图9可以看出：不同孕育时间对钢中夹杂 素体，组织细化了 尺寸分布有影响.孕育时间为300s时，尺寸小于 0.5um的夹杂物数目较多；尺寸大于2am的夹 3结论 杂物数目极少，绝大部分夹杂物的尺寸都在1m (1)加钛后，钢中大部分夹杂物的形态为球 以下，这说明夹杂物细化弥散的效果好.从图10 形，而且含氧化钛的三种类型夹杂都可以成为硫 可以看出，随着孕育时间增长，尺寸小于0.5m 化锰的形核核心 的夹杂物所占百分比先变大后变小，而尺寸大于 (2)加钛后，钢中尺寸小于0.5m的夹杂物 2m夹杂物所占百分比先变小后增大，说明孕育 数目多，尺寸大于2m的夹杂物很少，尺寸范围 时间存在一个最佳值，使夹杂物弥散分布，本实 基本都在1.5m以内.夹杂物呈细小弥散分布. 验各炉次得到的最佳孕育时间均为300s左右 (3)孕育时间存在最佳值.本实验孕育时间 有关孕育时间对夹杂物影响存在最佳值文献[7] 为300s时，夹杂物的细化效果最好. 也有报道. (4)加钛后钢的组织由网状铁素体变为针状

北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 6 年第 3 期 r幻 , 弓严 月 0 , .刊 门、 ,刊 汤 U夕叱到 死湘绷 口习 , 、 、 J 万盼叫月 F i g . 9 E fe e t fO h o ld i n g t ime on t阮 s i ez o f i n c l u s i o sn i n t h e jT · 血o x id既 de s t e l 一一草毛 , 。 16% iT , 夹杂尺寸 、 。 . : ; m ~ 住01 6% iT , 夹杂尺寸 > 2 卿 ~ 。乃21 % iT , 夹杂尺寸 2 林m , U 「 , 《 飞~ - 一一一一 , l ,晒二二之之, 卜~ 一 一~ 一一一叮一一 — m 10 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 孕育时间 s/ 图 10 夹杂物数 目随孕育时间的变化 F i g . 1 0 C h a n ge o f h o ld i n g t im e 袱t h t h e n u m b e r o f i n cl su i叨 s i n t h e iT · d e o x i d i z e d 从 图 9 可 以 看出 : 不 同孕 育 时 间对钢 中夹 杂 尺寸分布有 影响 . 孕育时间为 3 0 5 时 , 尺寸小于 0 . 5 拼m 的 夹杂 物 数 目较多 ; 尺 寸 大 于 2 拼m 的 夹 杂物数 目极少 , 绝大部 分 夹杂 物 的尺寸 都在 1 胖m 以 下 , 这说明 夹杂物 细 化弥 散的效果 好 . 从 图 10 可以看 出 , 随 着 孕 育时 间 增 长 , 尺 寸小 于 0 . 5 拼m 的夹杂物所 占 百分 比先变大后 变小 , 而 尺 寸大于 2 拌m 夹杂物所占百分 比先 变小后 增大 , 说 明孕育 时间存在 一 个最 佳值 , 使夹杂物弥散 分 布 . 本实 验 各炉次得 到 的最佳孕 育时间均 为 3 0 5 左 右 . 有关孕育 时间对 夹杂 物 影 响存 在最 佳 值文献 「7 ] 也有 报道 . 2 . 3 钢的组 织变化 实验研 究 了加钦 ( 0 . 0 08 3 % iT ) 和 不 加 钦的 1 6 0 0 ℃ 淬火所得 钢样 与加钦 ( 0 . 0 2 5 % T i ) 和 不加 钦从 1 6 0 0 ℃ 炉 冷到 1 2 0 ℃ 再淬 火所得钢样 的组 织变化 . 所 得 钢样都经过 如 下 的 锻造 工 艺 : 锻造 加热温 度 1 2 0 ℃ , 终 锻温度 9 50 ℃ , 空冷 (冷速 约 4 0 ℃ · m in ’ ` ) , 成 为直 径 10 m m 棒材 . 棒材 抛 光 后用 3 % 的硝 酸 酒精溶液 侵 蚀 , 在 金 相显微镜下 观察其微观组织 形貌 , 见图 1 1 . 从图 1 中可以看出 , 未加钦 的 1 6 0 ℃ 淬火 钢样 和 1 20 0 ℃ 淬火钢样组 织 都是 网状 铁 素体和 一些 珠光体 . 加 钦后 , 网状 铁素体都变为针 状 体 素体 , 组织 细化 了 . 3 结论 ( 1) 加 钦后 , 钢 中大 部 分夹 杂 物 的形 态 为球 形 , 而且 含氧化 钦 的三 种类型 夹杂 都可 以成 为硫 化锰的形 核核 心 . ( 2) 加钦后 , 钢中尺寸小 于 0 . 5 拜m 的夹 杂物 数 目多 , 尺 寸大于 2 拼m 的夹杂物很少 , 尺 寸范 围 基本都在 1 . 5 拼m 以 内 . 夹杂物呈 细小弥散分布 . ( 3) 孕育 时间存 在 最佳 值 . 本实 验孕 育时 间 为 3 0 0 5 时 , 夹 杂物 的细化效果最好 . ( 4) 加钦后 钢的组 织 由网状铁素体变 为针 状

Vol.28 No.3 宋波等：非调质钢中钛脱氧产物析出行为 ·247· 40m 40m (@)未加T1600℃淬火样的锻后组织 b)0.0083%T.1600℃淬火样的锻后组织 40m 40μm (©)未加五.1200℃淬火样的锻后组织 (d0.025%T11200℃淬火样的锻后组织 图11加钛前后钢的组织变化 Fig.11 Effect of Ti on the microstructure of the steel 铁素体形成，组织得到细化 Iron and Steel Congress.Nagoya:ISIJ,1990:612 [4]Mizoguchi S,Takamura J I.Control of oxides as inoculants// 参考文献 Proceedings of the Sixth International Iron and Steel Congress [1]方褕，司鹏程，非调质钢的合金设计与热加工工艺及性能 Nagoya:ISIJ,1990:598 特殊钢.1996,17(4)：23 [6]Sun J S,Shim J H,Cho Y W,et al.Non-metallic inclusion [2]Takamura J I,Mizoguchi S.Roles of oxides in steels perfor- and intragranular nucleation of ferrite in Ti-killed C-Mn steel. mance//Proceedings of the Sixth International Iron and Steel Acta Mater,2003,51:15936 [7]Zhang S J,Song B,Liu X H,et al.Morphology,chemical Congress.Nagoya:ISIJ,1990:591 [3]Ogibayashi S,Yamaguchi K,Hirai M.The features of oxides composition and size distribution of rare earth oxides in pure in Ti-deoxidizes steel//Proceedings of the Sixth International iron.J Univ Sci Technol Beijing,2003,10(2):30 Precipitation behavior of Ti-deoxidized products in non-quenched and tempered steel SONG Bo,MAO Jinghong?,WANG Fuming,LUO Zhitao,YANG Ying,YANG Zhanbing 1)Metallurgical and Ecological Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Materials Science and Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083.China ABSTRACT SEM and image analysis technique were used to investigate the morphology,chemical com- position and size distribution of inclusions and the effect of holding time on the size distribution of inclusions in a non-quenched and tempered steel deoxidized by Ti.The results showed that the deoxidation product of Ti in liquid steel could become the nucleus of MnS in solidification of liquid steel.After adding Ti,inclu- sions in the steel were finely distributed.A proper holding time could make inclusions fine.The grains were fine after adding Ti in the steel. KEY WORDS oxide metallurgy;non-quenched and tempered steel;oxide inclusion;size distribution

o V l . o 28 N . 3 宋波等 : 非调质钢 中钦脱氧产物析 出行为 7 24 图 加钦 前后钢的组织变化 n g R . e 1 1 E f f e t o f o n z 决 t h e 丽 c o s r t e u r t e . r o f e s 回 t h t 铁 素体形成 , 组织得 到细化 . t 4 」 参 考 文 献 [ 3 ] 方渝 , 司鹏程 . 非调质钢 的合金设计 与热加工工艺及性能 . 特殊钢 , 19 9 6 , 1 7 ( 4 ) : 2 3 T a k azn u r a J l , Mi z 眼 u e h i 5 . oR l e s o f o x id e s i n s t e e l s p e r of r - m a n e e / P r o e e e d i n g 。 o f t h 。 s i x t h I n t e r n a t i on al x or n a n d s t e 〔通 C o n g r e s . N a g o y a : IS I J , 1 99 0 : 5 9 1 O g iha y a s h i S , Y am 堪 u e h i K , H i田 M . T h e f e a t u r e s o f o x id e s i n T i 一 da ) x id i z e s : t e e l / P r o e e e d i馆 5 o f t h e s i x t h r n t e r n a t i o n : L l [ 6 ] 乃. J , . es 1山, r l . L L [ 7 ] Ior n an d St e e l oC n g r e s s . N a 即” : I S IJ , 1 99 0 : 6 1 2 M i z og u e h i S , aT k am u r a J 1 . oC n t or l o f o x id e s a s i n o e u lan t s / P or e e e d i n g s 讨 t h e S i x t h I n t e m a t i on 目 I orn an d S t e eJ 〔戈冰〕g r es . N a 即y a : IS IJ , 1 9 9 0 : 5 9 8 S u n J S , S h im J H , C ho Y W , e t a l . N o n 一 rn e t a ll i e i n e l u s io n a n d i n t r a g r a n u l肚 n u e lea t i o n o f f e r r i t e i n T i 一 ik ll e d C 一 M n s t e e l . A e t a M a t e r , 20 0 3 , 5 1 : 1 5 9 3 6 Z h a n g S J , oS 明 B , L i u X H , e t a l . M o r p ho l o g y , e h em i e a l e om p o s i t i o n an d s认 e d i s t r i b u t i o n of ar r e e a r t h o 五d e s i n p u re i orn . J tJ 川 v s ic 介 e h on l B e ij i n g , 2 0 0 3 , 10 ( 2 ) : 3 0 P r e e ip it a t ion b e ha v io r of iT 一 doe 元id z e d p or du e t s i n on -n q u e n e h e d a xi d t e n l p e r e d s te e l S〔)1 , G 肠 1) , 粼叭 O iJ 妙ogn 2) , W组议子 uF im gn l) , L uo 及 iat o l) , 、悄入心 iY gn l) , y A N G 加inb gn l) l ) M e t a l u r g i e a l an d E e o l o g i e al E眼 i n e e r in g S e h o l , U n i v e rs i t y o f s亏e i e n e e a n d T e c l l n o l o g y B e ij i n g , B e ij i n g 1 0 0 0 8 3 , C h i n a 2 ) M a t e ir a 坛 S e ien e e an d E n 乡n ier n g S e h ol , U n 企ve 二i t y o f S e ien e o an d eT e h n o1 0 g y B iej i n g , B iej 亩n g 1 0 0 0 83 , hC ian A B S T R A C T S E M a n d i m a g e a n a l y s i s t e e h n i q u e w e r e u s e d t o i n v e st i g a t e t h e m o r p h o l o g y , e h e m i e a l e o m - P o s i t i o n a n d s i z e d i s t r i b u t i o n o f i n e l u s i o n s a n d t h e . o ff e e t o f h o ld i n g t i m e o n t h e s i z e d i s t r i b u t i o n o f i n e l u s i o n s i n a n o n 一 q u e n e h e d a n d t e m p e r e d s t e e l d e o x i d i z e d b y T i . T h e r e s u l t s s ho w e d t h a t t h e d e o x i d a t i o n p r o d u e t o f T i i n li q u i d s t e e l e o u ld b e e o m e t h e n u e l e u s o f M n S i n s o li d i fi e a t i o n o f liq u i d s t e e l . A f t e r a d d i n g T i , i n e l u - s i o n s i n t h e s t e e l w e r e fi n e l y d i s t r i b u t e d . A p r o p e r h o l d i n g t i m e e o u ld m a k e i n e l u s i o n s f i n e . T h e g r a i n s w e r e fi n e a f t e r a d d i n g T i i n t h e s t e e l . K E Y WO R D S o x i d e m e t a ll u r g y ; n o 仆q u e n e h e d ,、 n d t e m p e r e d s t e e l ; o x i d e i n e l u s i o n ; s i z e d i s t r i b u t i o n