王皓等：稀土Ce对含磷高强IF钢铸轧全过程MS夹杂物影响 7 (a (b) (c Fe:48.98% Fe:62.47% Mn:30.79% Fe:72.84% Mn:24.74% A1:17.79% 10 um S:20.10% 10m S:12.33% 10 um 0:9.37% (d) (e) (0 Fe:4.16% Ce:84.94% Ce:64.41% S:5.47% A:10.47% 0:3.55% S:7.09% Ce:77.28% 10m A1:1.22% 10μm 0:4.99% 10m S:14.75% 图9轧制各工序1和2带钢中典型夹杂物三维形貌对比.(a)1热轧：(b)1怜轧：(c)1连退：(d)2热轧：(e)2冷轧：(f)2连退 Fig.9 Comparison of the three-dimensional morphologies of typical inclusions in the 1 and 2*strips in each rolling process:(a)1*hot rolling:(b)1cold rolling (c)1continuous annealing (d)hot rolling (e)cold rolling:(f)continuous annealing 围不易产生大的应力集中，圆润形貌及较小尺寸 响，有利于产品各相关性能 的夹杂物在冲压变形过程中，具备弹性模量及抵 抗裂纹的延展同时，稀土对夹杂物起到明显的 参考文献 变性作用，所生成稀土化合物的弥散分布还可减 [1]Wang C,Yu Y,Liu K,et al.Forming reason and control of strip 少大尺寸MnS夹杂在热加工过程中由于形状不规 fracture in high strength IF steel containing phosphorus during hot- 则所带来的危害，使夹杂物受力均匀，既减少了材 rolling process.China Metall,2016,26(1):17 (王畅，于洋，刘珂，等.含磷高强F钢热轧轧裂的形成原因及控 料的各向异性，又有利于提高钢材的塑韧性及疲 制.中国冶金，2016,26(1)：17) 劳性能.另外，由于部分稀土元素的溶入减小了MS [2] Xiong D L,Mao W M.Precipitation hardening of FeTiP phase in 的晶格电子密度，增大了相邻密排面间最强共价 P-added high strength IF steel.J Univ Sci Technol Beijing,2000, 键的结合能力，增大了滑移的难度，理论计算分析 22(4:350 发现，随着MnS中溶入稀土量的增多，MnS的抗 (熊道礼，毛卫民.含磷高强F钢中FeTiP相的脱溶及硬化现象 变形能力逐渐增强 北京科技大学学报，2000,22(4)：350) [3] 本研究结果表明，稀土的添加可明显减小MS Wang M,Bao Y P.Yang Q,et al.Coordinated control of carbon and oxygen for ultra-low-carbon interstitial-free steel in a smelting 夹杂物的尺寸和数量，改变其形貌，从而减少由于 process.Int J Miner Metall Mater,2015,22(12):1252 该较大尺寸夹杂物导致的质量缺陷及冲压开裂问 [4] Li Y H,Bao Y P,Wang R,et al.Modeling study on the flow 题，为进一步提高高强F钢产品的相关性能提供 patterns of gas-liquid flow for fast decarburization during the RH 了新思路 process.IntJ Miner Metall Mater,2018,25(2):153 [5] Guo JL,Bao Y P.Wang M.Cleanliness of Ti-bearing Al-killed 3结论 ultra-low-carbon steel during different heating processes.InJ Miner Metall Mater,2017,24(12):1370 (1)铸坯中心MnS夹杂物数量分布明显大于 [6]Li X.Bao Y P.Wang M.et al.Simulation study on factors 铸坯近表面，稀土的加入，先与钢中S相结合，并 influencing the entrainment behavior of liquid steel as bubbles pass 在凝固过程中较MnS提前析出，生成了小尺寸的 through the steel/slag interface.IntJ Miner Metall Mater,2016. 球状夹杂物，可明显降低铸坯各位置MS夹杂物 23(5):511 的尺寸及数量 [7]Wang R,Bao Y P,Li Y H,et al.Influence of metallurgical (2)通过对带钢轧制各工序中夹杂物二维、三 processing parameters on defects in cold-rolled steel sheet caused 维形貌对比分析得出，未加稀土钢中MS夹杂物 by inclusions.Int J Miner Metall Mater,2019,26(4):440 [8]Wang R,Bao Y P,Yan Z J,et al.Comparison between the surface 尺寸为10m左右，且具有遗传性，在轧制过程中 defects caused by AlO;and TiN inclusions in interstitial-free steel 压延变长，但没有碎化弥散.加入稀土后形成了 auto sheets.Int J Miner Metall Mater,2019,26(2):178 S-O-Ce类夹杂物，形态呈球形，尺寸为2~5um, [9] Tavares SS M,Pardal J M,Martins T R B,et al.Influence of 且独立弥散分布，不会对带钢组织连续性造成影 sulfur content on the corrosion resistance of 17-4PH stainless steel.围不易产生大的应力集中. 圆润形貌及较小尺寸 的夹杂物在冲压变形过程中，具备弹性模量及抵 抗裂纹的延展[24] . 同时，稀土对夹杂物起到明显的 变性作用，所生成稀土化合物的弥散分布还可减 少大尺寸 MnS 夹杂在热加工过程中由于形状不规 则所带来的危害，使夹杂物受力均匀，既减少了材 料的各向异性，又有利于提高钢材的塑韧性及疲 劳性能. 另外，由于部分稀土元素的溶入减小了 MnS 的晶格电子密度，增大了相邻密排面间最强共价 键的结合能力，增大了滑移的难度，理论计算分析 发现，随着 MnS 中溶入稀土量的增多，MnS 的抗 变形能力逐渐增强[25] . 本研究结果表明，稀土的添加可明显减小 MnS 夹杂物的尺寸和数量，改变其形貌，从而减少由于 该较大尺寸夹杂物导致的质量缺陷及冲压开裂问 题，为进一步提高高强 IF 钢产品的相关性能提供 了新思路. 3    结论 （1）铸坯中心 MnS 夹杂物数量分布明显大于 铸坯近表面，稀土的加入，先与钢中 S 相结合，并 在凝固过程中较 MnS 提前析出，生成了小尺寸的 球状夹杂物，可明显降低铸坯各位置 MnS 夹杂物 的尺寸及数量. （2）通过对带钢轧制各工序中夹杂物二维、三 维形貌对比分析得出，未加稀土钢中 MnS 夹杂物 尺寸为 10 μm 左右，且具有遗传性，在轧制过程中 压延变长，但没有碎化弥散. 加入稀土后形成了 S–O–Ce 类夹杂物，形态呈球形，尺寸为 2～5 μm， 且独立弥散分布，不会对带钢组织连续性造成影 响，有利于产品各相关性能. 参    考    文    献 Wang C, Yu Y, Liu K, et al. Forming reason and control of strip fracture in high strength IF steel containing phosphorus during hot￾rolling process. China Metall, 2016, 26（1）: 17 （王畅, 于洋, 刘珂, 等. 含磷高强IF钢热轧轧裂的形成原因及控 制. 中国冶金, 2016, 26（1）：17） [1] Xiong D L, Mao W M. Precipitation hardening of FeTiP phase in P-added high strength IF steel. J Univ Sci Technol Beijing, 2000, 22（4）: 350 （熊道礼, 毛卫民. 含磷高强IF钢中FeTiP相的脱溶及硬化现象. 北京科技大学学报, 2000, 22（4）：350） [2] Wang M, Bao Y P, Yang Q, et al. Coordinated control of carbon and oxygen for ultra-low-carbon interstitial-free steel in a smelting process. Int J Miner Metall Mater, 2015, 22（12）: 1252 [3] Li  Y  H,  Bao  Y  P,  Wang  R,  et  al.  Modeling  study  on  the  flow patterns of gas-liquid flow for fast decarburization during the RH process. Int J Miner Metall Mater, 2018, 25（2）: 153 [4] Guo J L, Bao Y P, Wang M. Cleanliness of Ti-bearing Al-killed ultra-low-carbon  steel  during  different  heating  processes. Int J Miner Metall Mater, 2017, 24（12）: 1370 [5] Li  X,  Bao  Y  P,  Wang  M,  et  al.  Simulation  study  on  factors influencing the entrainment behavior of liquid steel as bubbles pass through  the  steel/slag  interface. Int J Miner Metall Mater,  2016, 23（5）: 511 [6] Wang  R,  Bao  Y  P,  Li  Y  H,  et  al.  Influence  of  metallurgical processing parameters on defects in cold-rolled steel sheet caused by inclusions. Int J Miner Metall Mater, 2019, 26（4）: 440 [7] Wang R, Bao Y P, Yan Z J, et al. Comparison between the surface defects caused by Al2O3 and TiN inclusions in interstitial-free steel auto sheets. Int J Miner Metall Mater, 2019, 26（2）: 178 [8] Tavares  S  S  M,  Pardal  J  M,  Martins  T  R  B,  et  al.  Influence  of sulfur content on the corrosion resistance of 17-4PH stainless steel. [9] (a) 10 μm Fe: 48.98% Mn: 30.79% S: 20.10% (b) 10 μm Fe: 62.47% Mn: 24.74% S: 12.33% (c) 10 μm Fe: 72.84% Al: 17.79% O: 9.37% (d) 10 μm Ce: 84.94% Fe: 4.16% S: 5.47% O: 3.55% Al: 1.22% (e) 10 μm Al: 10.47% Ce: 64.41% S: 7.09% O: 4.99% (f) 10 μm Ce: 77.28% S: 14.75% 图 9    轧制各工序 1 #和 2 #带钢中典型夹杂物三维形貌对比. （a）1 #热轧；（b）1 #冷轧；（c）1 #连退；（d）2 #热轧；（e）2 #冷轧；（f）2 #连退 Fig.9    Comparison of the three-dimensional morphologies of typical inclusions in the 1# and 2# strips in each rolling process: (a) 1# hot rolling; (b) 1# cold rolling; (c) 1# continuous annealing; (d) 2# hot rolling; (e) 2# cold rolling; (f) 2# continuous annealing 王    皓等： 稀土 Ce 对含磷高强 IF 钢铸轧全过程 MnS 夹杂物影响 · 7 ·