,1562 北京科技大学学报 第31卷 0.4 140 100 ■一抗拉强度 0.3 924 120 一0一斯面收缩率 90 0.2 1215 100 80 0.1 80 70 63 60 60 10 20 0 40 50 切削时间，min 40 40 20 8009001000110012001300 图2切削速度v=230mmin时实验钢及SAE1215钢的刀具 00 温度℃ 磨损曲线 Fig.2 Tool wear curves of experimental steels and SAE1215 at 图3实验钢1云的热塑性曲线和热强度曲线 230mmin- Fig.3 Curves of strength and reduction in area to temperature for 钢种适合高温轧制，当温度小于1000℃时，试样的 experimental steel 1 9开始下降，温度达到825℃时，试样的9降到最低 3钢中S,Sb和Bi的存在形式及典型夹杂物 点40.5%.当温度降到700℃时9回升到72.4%. 试样在750~950℃温度范围内的塑性显著降低，因 以上切削实验结果表明，实验钢中添加了少量 此该钢种的终轧温度不应低于950℃. Sn、Sb和Bi元素可使其易切削性能显著提高，为了 随着温度升高，试样所承受的抗拉强度()呈 从机理上给予解释，对钢中Sn、Sb和Bi的存在形式 降低趋势.在700~800℃时，抗拉强度急剧下降， 及典型夹杂物进行了进一步的研究，使用扫描电镜 在800~850℃抗拉强度略有回升，随即在850~ 和能谱分析仪检测钢中的Sn、Sb和Bi,结果如图4 1300℃又不断下降. 和表3所示 b 图4扫描电镜下观察到的钢中Bi,Sn和Sb.(a)钢中的Bi;(b)钢中晶界处的Sn,Sh;(c)钢中MnmS上的SnSb Fig.4 Bi.Sn and Sb in the steels under SEM:(a)Bi in the steel:(b)Sn and Sb at grain boundaries in the steel:(c)Sn and Sb in MnS inclusions 表3图4中各点的能谱分析成分（质量分数） Table 3 Spectrum analysis of all points in Fig.4 % 图序号 位置 Mn Fe Sn Sb Bi Al a 8.06 26.52 6.07 58.50 0.84 图4(a) b 一 41.85 58.15 8.72 0.58 90.10 0.37 0.23 图4(b) d 11.03 88.25 一 0.51 0.21 13.34 86.35 0.32 一 61.22 37.17 0.720.89 图4(c) 2.66 94.37 2.24 0.560.17 h 5.80 89.73 4.03 0.330.12 由图4(a)、表3可知，Bi在钢中以单质形式存 切削时易切削钢中的B可起到润滑刀具作用，从而 在，且大部分附着在MnS夹杂物上，一部分弥散分 减少了刀具磨损，文献[1]报道，Bi在钢中的作用同 布在钢的基体中，Bi的熔点很低为271℃，在高速 Pb相似，切削时能提高金属的脆断性，且具有比Pb图2 切削速度 v＝230m·min —1时实验钢及 SAE1215钢的刀具 磨损曲线 Fig．2 Tool wear curves of experimental steels and SAE1215at v＝ 230m·min —1 钢种适合高温轧制．当温度小于1000℃时‚试样的 φ开始下降‚温度达到825℃时‚试样的 φ降到最低 点40∙5％．当温度降到700℃时 φ回升到72∙4％． 试样在750～950℃温度范围内的塑性显著降低‚因 此该钢种的终轧温度不应低于950℃． 随着温度升高‚试样所承受的抗拉强度（σb）呈 降低趋势．在700～800℃时‚抗拉强度急剧下降‚ 在800～850℃抗拉强度略有回升‚随即在850～ 1300℃又不断下降． 图3 实验钢1＃的热塑性曲线和热强度曲线 Fig．3 Curves of strength and reduction in area to temperature for experimental steel1＃ 3 钢中Sn、Sb 和Bi 的存在形式及典型夹杂物 以上切削实验结果表明‚实验钢中添加了少量 Sn、Sb 和 Bi 元素可使其易切削性能显著提高．为了 从机理上给予解释‚对钢中 Sn、Sb 和 Bi 的存在形式 及典型夹杂物进行了进一步的研究．使用扫描电镜 和能谱分析仪检测钢中的 Sn、Sb 和 Bi‚结果如图4 和表3所示． 图4 扫描电镜下观察到的钢中 Bi、Sn 和 Sb．（a） 钢中的 Bi；（b） 钢中晶界处的 Sn、Sb；（c） 钢中 MnS 上的 Sn、Sb Fig．4 Bi‚Sn and Sb in the steels under SEM：（a） Bi in the steel；（b） Sn and Sb at grain boundaries in the steel；（c） Sn and Sb in MnS inclusions 表3 图4中各点的能谱分析成分（质量分数） Table3 Spectrum analysis of all points in Fig．4 ％ 图序号 位置 C Mn Fe S Sn Sb Bi Al 图4（a） a — 8∙06 26∙52 6∙07 — — 58∙50 0∙84 b — — 41∙85 — — — 58∙15 — c 8∙72 0∙58 90∙10 — 0∙37 0∙23 — — 图4（b） d 11∙03 — 88∙25 — 0∙51 0∙21 — — e 13∙34 — 86∙35 — — 0∙32 — — f — 61∙22 — 37∙17 0∙72 0∙89 — — 图4（c） g — 2∙66 94∙37 2∙24 0∙56 0∙17 — — h — 5∙80 89∙73 4∙03 0∙33 0∙12 — — 由图4（a）、表3可知‚Bi 在钢中以单质形式存 在‚且大部分附着在 MnS 夹杂物上‚一部分弥散分 布在钢的基体中．Bi 的熔点很低为271℃‚在高速 切削时易切削钢中的 Bi 可起到润滑刀具作用‚从而 减少了刀具磨损．文献［1］报道‚Bi 在钢中的作用同 Pb 相似‚切削时能提高金属的脆断性‚且具有比 Pb ·1562· 北 京 科 技 大 学 学 报 第31卷