·136· 工程科学学报，第38卷，增刊1 210H4 图6碳化物的电子衍射 Fig.6 Electron diffraction of carbide 图7扫描透射电子显微镜暗场成像 Fig.7 STEM image in dark field 表142CMoV紧固件钢化学成分（质量分数） Table 1 Chemical composition of 42CrMoV bolt steel Si Mn P Cr Mo Ni 0.43 0.25 0.86 0.009 0.010 0.92 0.22 0.04 Cu V B Al Als 0 N 0.09 <0.005 <0.0005 0.029 0.024 3.53×10-5 6.03×10-5 表242CMoV紧固件钢显微硬度和品粒度 Table 2 HV0.2 and grain sizes of 42CrMoV bolt 试样 显微硬度，HV0.2 平均硬度，HV0.2 脱碳层深度/mm 奥氏体品粒度 42CrMoV 310、324、338、340 330 0 9级 部分残留在钢中形成夹杂物.非金属夹杂物的性质、 0.5,处于较低水平，极大改善钢材的性能 形态、分布、尺寸及含量不同，对钢性能的影响也不 表342CMoV紧固件夹杂物尺寸分布 同.采取炉外精炼技术，通过控制治炼过程中的反应 Table 3 Inclusion size distribution of 42CrMoV bolt 条件，能极大减少钢中夹杂，降低夹杂物的数量和尺 夹杂物尺寸/μm 夹杂物个数 各尺寸比例/% 寸·高强度紧固件对夹杂物的尺寸和类型要求比较 12 1803 34.36 高，治炼过程要求控制大型夹杂物和脆性夹杂物越 2-5 2424 46.19 少越好 5-10 810 15.43 3.1夹杂物尺寸分布与评级 10~15 161 3.07 利用ASPEX软件分析钢中夹杂物大小，统计结果 15~20 42 0.80 如表3所示.高强度42 CrMoV紧固件钢试样中共有 20-30 5248个夹杂物，按照尺寸大小分布进行统计分析，夹 8 0.15 杂物平均直径4.29um,最大夹杂物MnS的直径D 表442 CrMoV紧固件夹杂物评级 =28.3μm,所有类型夹杂物中的最大夹杂物直径平均 Table 4 Inclusion grading of 42CrMoV bolt 值为10.91m.夹杂物尺寸一般小于5um,集中在 A类 B类 C类 D类 Ds 2.00~5.00μm之间，小于5um的夹杂物占80.55%. 细系粗系细系粗系细系粗系细系粗系 尺寸较小的夹杂物可作为凝固过程的形核中心，降低 1.000.50000.500 基体组织晶粒度，从而改善了钢材性能，增强了疲劳抗 力和多次冲击拉伸抗力. 3.2夹杂物数量和类型分布 高强度42 CrMoV紧固件A类夹杂物细系评级 利用ASPEX软件分析钢中夹杂物的数量和分布 1.0,粗系评级0：B类夹杂物细系评级0.5，粗系评级 情况如表5所示，结果表明，个数较多、面积较大的前 0:C类夹杂物细系评级0，粗系评级0：D类夹杂物细 五种夹杂物均与MnS有关，其中个数最多、面积含量 系评级0.5，粗系评级0：Ds类夹杂物评级0，如表4所 最大的夹杂物为MnS,其个数占夹杂物总数的 示.A、B、C、D和Ds夹杂物的等级基本都小于等于 40.76%,面积含量占35.19%：铝酸盐类夹杂物个数工程科学学报，第 38 卷，增刊 1 图 6 碳化物的电子衍射 Fig． 6 Electron diffraction of carbide 图 7 扫描透射电子显微镜暗场成像 Fig． 7 STEM image in dark field 表 1 42CrMoV 紧固件钢化学成分( 质量分数) Table 1 Chemical composition of 42CrMoV bolt steel % C Si Mn P S Cr Mo Ni 0. 43 0. 25 0. 86 0. 009 0. 010 0. 92 0. 22 0. 04 Cu V B Al Als O N 0. 09 ＜ 0. 005 ＜ 0. 0005 0. 029 0. 024 3. 53 × 10 － 5 6. 03 × 10 － 5 表 2 42CrMoV 紧固件钢显微硬度和晶粒度 Table 2 HV0. 2 and grain sizes of 42CrMoV bolt 试样 显微硬度，HV0. 2 平均硬度，HV0. 2 脱碳层深度/mm 奥氏体晶粒度 42CrMoV 310、324、338、340 330 0 9 级 部分残留在钢中形成夹杂物． 非金属夹杂物的性质、 形态、分布、尺寸及含量不同，对钢性能的影响也不 同． 采取炉外精炼技术，通过控制冶炼过程中的反应 条件，能极大减少钢中夹杂，降低夹杂物的数量和尺 寸． 高强度紧固件对夹杂物的尺寸和类型要求比较 高，冶炼过程要求控制大型夹杂物和脆性夹杂物越 少越好． 3. 1 夹杂物尺寸分布与评级 利用 ASPEX 软件分析钢中夹杂物大小，统计结果 如表 3 所示． 高强度 42CrMoV 紧固件钢试样中共有 5248 个夹杂物，按照尺寸大小分布进行统计分析，夹 杂物平均直径 4. 29 μm，最大夹杂物 MnS 的直径 Dmax = 28. 3 μm，所有类型夹杂物中的最大夹杂物直径平均 值为 10. 91 μm． 夹杂物尺寸一般小于 5 μm，集中在 2. 00 ～ 5. 00 μm 之间，小于 5 μm 的夹杂物占 80. 55% ． 尺寸较小的夹杂物可作为凝固过程的形核中心，降低 基体组织晶粒度，从而改善了钢材性能，增强了疲劳抗 力和多次冲击拉伸抗力． 高强 度 42CrMoV 紧 固 件 A 类 夹 杂 物 细 系 评 级 1. 0，粗系评级 0; B 类夹杂物细系评级 0. 5，粗系评级 0; C 类夹杂物细系评级 0，粗系评级 0; D 类夹杂物细 系评级 0. 5，粗系评级 0; Ds 类夹杂物评级 0，如表 4 所 示． A、B、C、D 和 Ds 夹杂物的等级基本都小于等于 0. 5，处于较低水平，极大改善钢材的性能． 表 3 42CrMoV 紧固件夹杂物尺寸分布 Table 3 Inclusion size distribution of 42CrMoV bolt 夹杂物尺寸/μm 夹杂物个数 各尺寸比例/% 1 ～ 2 1803 34. 36 2 ～ 5 2424 46. 19 5 ～ 10 810 15. 43 10 ～ 15 161 3. 07 15 ～ 20 42 0. 80 20 ～ 30 8 0. 15 表 4 42CrMoV 紧固件夹杂物评级 Table 4 Inclusion grading of 42CrMoV bolt A 类 B 类 C 类 D 类 Ds 细系 粗系 细系 粗系 细系 粗系 细系 粗系 1. 0 0 0. 5 0 0 0 0. 5 0 0 3. 2 夹杂物数量和类型分布 利用 ASPEX 软件分析钢中夹杂物的数量和分布 情况如表 5 所示，结果表明，个数较多、面积较大的前 五种夹杂物均与 MnS 有关，其中个数最多、面积含量 最 大 的 夹 杂 物 为 MnS，其 个 数 占 夹 杂 物 总 数 的 40. 76% ，面积含量占 35. 19% ; 铝酸盐类夹杂物个数 · 631 ·