·248· 工程科学学报，第39卷，第2期 240(a 160b) 220 45.6 140 52.8 :34.4 120 66.9 200 100 180 49.6 60.7 80 160 -E36 60 -E36 -E36Re ·E36Re 140L 40 -60 40 -20 0 20 -60 -40-20 020 温度℃ 温度 3.0r (c 2.8 E36 -.-E36Re 2.6 2.2 2.0 1.8 1.6 1.4 -60 -40 -20 0 20 洱度℃ 图436及36Re钢板冲击功与温度之间的关系，(a)纵向：(b)横向：(c)纵向与横向冲击值的比值 Fig.4 Relationship between impact value of impact specimens and temperature:(a)longitudinal;(b)transverse;(c)multiple of longitudinal and transverse impact value 物与钢基体界面处形成复杂的应力场成为裂纹源，危 性急剧降低[a].加入钇基稀土后，钢中MnS夹杂变质 害钢材的冲击性能[2].细小球状的稀土夹杂在承受 成细小且不易变形的高熔点稀土夹杂，这类稀土夹杂 冲击载荷时不会产生明显的应力集中，只有在较大的 物在轧制过程中始终保持着原有的形状，没有方向性， 应变作用下，才以夹杂物/基体界面分离的方式形核生 不受轧制过程的影响[2]，故使得钢板的横向冲击性能 成空穴，成为韧窝[].因此裂纹萌生时间延长，萌生 得到改善，纵横冲击比降低 功显著提高.另一方面，细小球状的稀土夹杂物质地 坚硬，与母体存在相对变形，使得裂纹尖端变钝，裂纹 3结论 扩展阻力进一步增大.同时，当裂纹扩展到稀土夹杂 (1)E36钢板中加入钇基稀土后，珠光体组织得 物边缘时，必须绕过夹杂物，这样即增大了裂纹扩展合 到改善，珠光体片间距及含量减少，并且珠光体形貌表 并的总路径，出现了夹杂物阻碍裂纹扩展的现象[] 现为退化态 所以材料的裂纹扩展功得以提高，使钢的韧性大为改 (2)未加钇基稀土的E36钢板中主要为长条状 善.此外，E36钢板中加入钇基稀土，S含量有所降低， MS夹杂，加入钇基稀土后，钢中出现大量细小球状稀 说明稀土具有较强的深脱硫能力.偏聚于晶界的稀土 土夹杂.试验钢冲击断口由未加稀土时的解理断口变 元素降低了杂质元素S在晶界的聚集，从而净化并强 为准解理+韧窝断口 化了晶界.钢材在承受冲击载荷时，晶界可以吸收更 (3)钇基稀土显著改善了E36钢板冲击韧性，尤 多裂纹扩展能量，由此提高了钢材的冲击性能[2] 其是低温冲击韧性，-60℃下E36Re钢板纵向冲击值 造成E36钢板纵横向冲击性能差异的原因主要 较36钢板提高了33.5%，横向提高了113.7%.并 是钢液中形成的MS夹杂在钢液凝固时来不及上浮 且钇基稀土改善了E36钢板纵横向冲击性能的差异， 去除而容易嵌入基体中，形成塑性夹杂物.在轧制过 未加稀土E36钢板纵横向冲击比均大于1.70，-60℃ 程中，MS夹杂随基体一起变形，延伸变成条带状、线 下达到2.77，而E36Re钢板纵横向冲击比在1.51~ 段状，对钢基体起到明显的割裂作用，导致横向冲击韧 1.73之间.工程科学学报,第 39 卷,第 2 期 图 4 E36 及 E36Re 钢板冲击功与温度之间的关系 郾 (a) 纵向; (b) 横向; (c) 纵向与横向冲击值的比值 Fig. 4 Relationship between impact value of impact specimens and temperature: (a) longitudinal; (b) transverse; (c) multiple of longitudinal and transverse impact value 物与钢基体界面处形成复杂的应力场成为裂纹源,危 害钢材的冲击性能[24] . 细小球状的稀土夹杂在承受 冲击载荷时不会产生明显的应力集中,只有在较大的 应变作用下,才以夹杂物/ 基体界面分离的方式形核生 成空穴,成为韧窝[29] . 因此裂纹萌生时间延长,萌生 功显著提高. 另一方面,细小球状的稀土夹杂物质地 坚硬,与母体存在相对变形,使得裂纹尖端变钝,裂纹 扩展阻力进一步增大. 同时,当裂纹扩展到稀土夹杂 物边缘时,必须绕过夹杂物,这样即增大了裂纹扩展合 并的总路径,出现了夹杂物阻碍裂纹扩展的现象[29] . 所以材料的裂纹扩展功得以提高,使钢的韧性大为改 善. 此外,E36 钢板中加入钇基稀土,S 含量有所降低, 说明稀土具有较强的深脱硫能力. 偏聚于晶界的稀土 元素降低了杂质元素 S 在晶界的聚集,从而净化并强 化了晶界. 钢材在承受冲击载荷时,晶界可以吸收更 多裂纹扩展能量,由此提高了钢材的冲击性能[25] . 造成 E36 钢板纵横向冲击性能差异的原因主要 是钢液中形成的 MnS 夹杂在钢液凝固时来不及上浮 去除而容易嵌入基体中,形成塑性夹杂物. 在轧制过 程中,MnS 夹杂随基体一起变形,延伸变成条带状、线 段状,对钢基体起到明显的割裂作用,导致横向冲击韧 性急剧降低[23] . 加入钇基稀土后,钢中 MnS 夹杂变质 成细小且不易变形的高熔点稀土夹杂,这类稀土夹杂 物在轧制过程中始终保持着原有的形状,没有方向性, 不受轧制过程的影响[29] ,故使得钢板的横向冲击性能 得到改善,纵横冲击比降低. 3 结论 (1) E36 钢板中加入钇基稀土后,珠光体组织得 到改善,珠光体片间距及含量减少,并且珠光体形貌表 现为退化态. (2)未加钇基稀土的 E36 钢板中主要为长条状 MnS 夹杂,加入钇基稀土后,钢中出现大量细小球状稀 土夹杂. 试验钢冲击断口由未加稀土时的解理断口变 为准解理 + 韧窝断口. (3)钇基稀土显著改善了 E36 钢板冲击韧性,尤 其是低温冲击韧性, - 60 益 下 E36Re 钢板纵向冲击值 较 E36 钢板提高了 33郾 5% ,横向提高了 113郾 7% . 并 且钇基稀土改善了 E36 钢板纵横向冲击性能的差异, 未加稀土 E36 钢板纵横向冲击比均大于 1郾 70, - 60 益 下达到 2郾 77,而 E36Re 钢板纵横向冲击比在 1郾 51 ~ 1郾 73 之间. ·248·