,48 北京科技大学学报 第32卷 元素可以明显地改善$在钢中的中心偏析，且降低 S质量分数到0.004%可以明显地改善S偏析 图6S元素含量三维分布图 Fig 6 Three-dinensional contour distrbution maps of S 0.20 0.6 偏析倾向，可以明显地降低钢材的力学性能，增加表 015 05 面纵裂和接痕，并且经常会由于C在表面的富集， 0.4 0.10 03 与结晶器铜板产生粘连，而导致漏钢事故， 2 由图8和图9可以看出，耐候钢中Cu元素有着 01是 明显的偏析倾向，其偏析规律和P元素偏析规律类 0 1号样 2号样 3号样4号样 似，呈中心负偏析，并伴随有反偏析，其边缘部分含 ○统计偏析度 0.1422016000.04530.1292 量较高.1试样的统计偏析度为0.1882：2试样中 +RE质量分数0 0.0060.550 0.380 加入0.006%的RE元素，但其偏析程度没有改善； 图7耐候钢铸锭中S元素统计偏析度 3试样和4试样加入了较高的RE元素，除3”试样 中心部分的缩孔外，两者中心负偏析均得到了明显 ngots 的改善，4试样加入0.380%的RE其偏析度降低到 3.4Cu元素的原位统计分布分析 0.1327.由于铜的终凝温度较低，其反偏析依然存 为了使耐候钢有较强的耐腐蚀性，其中一般都 在，边缘部分Cu含量要高于其平均含量. 含有较高的C山由于C的熔点较低，有着严重的 图8Cu元素含量三维分布图 Fig8 Threedinensional contour distribution maps of Cu 025 0.6 呈中心负偏析，偏析程度较小，分布较为均匀，其统 n20 05堂 计偏析度都在0.1以下，Mn的偏析程度要稍高 0.15 0.4额 于Si 0.3 0.10 3.6耐候钢中元素宏观偏析 02 0.05 0.1 图12是1试样和2试样易偏析元素的二维分 0 布图.从图中可以明显地看出，在耐候钢凝固过程 1号样 2号样 3号样 4号样 统计偏析度 0.1882 0.1832 0.19290.1327 中，CS呈最大中心正偏析，PC呈最大中心负偏 +RE质量分数 0 0.0060.5500.380 析并伴随有严重的反偏析，在中心偏析区域，其偏 图9耐候钢铸锭中C元素统计偏析度 析位置几乎完全相同，C,$中心正偏析最严重的红 Statistic degmees of segregation of Cu in weather resisting steel 色区域，同时也是P、C山中心负偏析最为严重的蓝 ngots 色区域.从前面3试样和4试样各个元素的三维分 3.5S和Mn元素的原位统计分布分析 布图可以看出，当加入较高含量的RE元素后，C、S 由图10和图11可以看出，Si和Mn在钢中仅 的中心正偏析得到明显改善，同时PC山的负偏析北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 元素可以明显地改善 Ｓ在钢中的中心偏析‚且降低 Ｓ质量分数到 0∙004％可以明显地改善 Ｓ偏析． 图 6 Ｓ元素含量三维分布图 Ｆｉｇ．6 Ｔｈｒｅｅ-ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｃｏｎｔｏｕｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍａｐｓｏｆＳ 图 7 耐候钢铸锭中 Ｓ元素统计偏析度 Ｆｉｇ．7 ＳｔａｔｉｓｔｉｃｄｅｇｒｅｅｓｏｆｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｏｆＳｉｎｗｅａｔｈｅｒ-ｒｅｓｉｓｔｉｎｇｓｔｅｅｌ ｉｎｇｏｔｓ 3∙4 Ｃｕ元素的原位统计分布分析 为了使耐候钢有较强的耐腐蚀性‚其中一般都 含有较高的Ｃｕ．由于Ｃｕ的熔点较低‚有着严重的 偏析倾向‚可以明显地降低钢材的力学性能‚增加表 面纵裂和接痕‚并且经常会由于 Ｃｕ在表面的富集‚ 与结晶器铜板产生粘连‚而导致漏钢事故． 由图8和图9可以看出‚耐候钢中 Ｃｕ元素有着 明显的偏析倾向‚其偏析规律和 Ｐ元素偏析规律类 似‚呈中心负偏析‚并伴随有反偏析‚其边缘部分含 量较高．1 ＃试样的统计偏析度为 0∙1882；2 ＃试样中 加入 0∙006％的 ＲＥ元素‚但其偏析程度没有改善； 3 ＃试样和 4 ＃试样加入了较高的 ＲＥ元素‚除 3 ＃试样 中心部分的缩孔外‚两者中心负偏析均得到了明显 的改善‚4 ＃试样加入0∙380％的 ＲＥ‚其偏析度降低到 0∙1327．由于铜的终凝温度较低‚其反偏析依然存 在‚边缘部分 Ｃｕ含量要高于其平均含量． 图 8 Ｃｕ元素含量三维分布图 Ｆｉｇ．8 Ｔｈｒｅｅ-ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｃｏｎｔｏｕｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍａｐｓｏｆＣｕ 图 9 耐候钢铸锭中 Ｃｕ元素统计偏析度 Ｆｉｇ．9 ＳｔａｔｉｓｔｉｃｄｅｇｒｅｅｓｏｆｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｏｆＣｕｉｎｗｅａｔｈｅｒ-ｒｅｓｉｓｔｉｎｇｓｔｅｅｌ ｉｎｇｏｔｓ 3∙5 Ｓｉ和 Ｍｎ元素的原位统计分布分析 由图 10和图 11可以看出‚Ｓｉ和 Ｍｎ在钢中仅 呈中心负偏析‚偏析程度较小‚分布较为均匀‚其统 计偏析度都在 0∙1以下‚Ｍｎ的偏析程度要稍高 于 Ｓｉ． 3∙6 耐候钢中元素宏观偏析 图 12是 1 ＃试样和 2 ＃试样易偏析元素的二维分 布图．从图中可以明显地看出‚在耐候钢凝固过程 中‚Ｃ、Ｓ呈最大中心正偏析‚Ｐ、Ｃｕ呈最大中心负偏 析并伴随有严重的反偏析．在中心偏析区域‚其偏 析位置几乎完全相同‚Ｃ、Ｓ中心正偏析最严重的红 色区域‚同时也是 Ｐ、Ｃｕ中心负偏析最为严重的蓝 色区域．从前面3 ＃试样和4 ＃试样各个元素的三维分 布图可以看出‚当加入较高含量的 ＲＥ元素后‚Ｃ、Ｓ 的中心正偏析得到明显改善‚同时 Ｐ、Ｃｕ的负偏析 ·48·