畸变能，倾向于在晶界偏聚。当磷在原奥氏体晶界偏聚时，强烈吸引锰在晶界富集，而锰的 富集又反过来促使更多的磷在晶界富集，直到锰和磷在晶界区和晶内的化学位完全相等为 止。 另外，锰还有加速磷的扩散，加快磷在晶界偏策的作用。文献〔11)给出磷在铁和铁一 1.9%锰合金中的扩散激活能为52.4干卡/克原子和31.4千卡/克原子。即1.9%锰使磷在 a-F中扩散激活能降低40%，这就大大加快了磷的扩散，从而加速了磷的偏聚进程。钢中 锰含量越高，磷的偏聚倾向也将越强烈。 我们用离子探针分析沿晶断口，直接证实了稀土元素铈在原奥氏体晶界的偏聚。根据统 计热力学得出的内界面偏聚浓度公式 ex(品r) C=-- 1+C.exp() (当C,≤1) 其中Cg为溶质原子在晶界的浓度，C。为基体中溶质原子的浓度，Q为溶质原子进入基体和 内界面引起畸变能之差。当Q值大， .0 则晶界偏聚的浓度Cg也越高。铈的 原子半径Yc。=1.85A,铁的原子半 径Y。=1.26A,二者相差甚大。所 55RE 以铈引起的Q值很大，在晶界有强烈 的偏豪倾向。从铁一铈二元相图上铈 在铁中只有很小的固溶度也说明了这 0.087C 一点。从铈在晶界偏聚的宽度来看， 50 450 和钢中固溶态铈的含量有关，在钢中 U封意，7度(5) 残留铈较多的钢，铈的晶界偏聚的宽 图8不同稀土含量的DZ-40钢(44f、52、 度要宽些，见图8。其中49钢其稀 49)在回火脆化沿晶断口上铈的深度 分布 土元素含量最高，约0.116%，其铈 的晶界偏聚宽度也最宽。 铈在晶界的偏聚对磷在晶界的偏聚过程也产生影响。从沿晶断口的稳定电位测定来看， 含稀土钢的沿晶断口和平面试样的稳定电位差△ε小于不含稀土的钢，说明晶界与晶内磷含 量的差别较小。表明稀土元素铈减小了磷在晶界偏聚的浓度。另外从冲击断口上沿晶断口的 比例也可以看出稀土元素的影响。42和43550℃回火33小时的断口上，未加稀土的42钢其 沿晶断口占2/3,43钢含稀土，其沿晶断口约占1/3。磷在原奥氏体晶界偏聚浓度越高，在 同样试验条件下，断口上沿晶断口应占的比值也越大。稀土的这种减慢磷在晶界的偏聚可能 只是一种动力学上的影响。从完全脆化的含稀土钢沿晶断口上磷的深度分布来看，磷的晶界 偏聚的浓度依然很高。 87畸变 能 , 倾 向于在晶界偏 聚 。 当磷在原奥 氏体 晶界偏 聚时 , 强 烈 吸引 锰在晶 界富集 , 而锰的 富集 又反过来 促 使更多的磷在晶界富集 , 直到锰和 磷在 晶 界区和 晶内 的化学 位 完 全相 等为 止 。 另外 , 锰还有加 速 磷的扩散 , 加 快磷 在晶 界 偏 聚 的作用 。 文献 〔1 1〕 给 出磷 在铁 和 铁 - 1 . 9 % 锰合金 中的扩 散激 活 能为 52 . 4千卡 /克原子 和 31 . 4千卡 /克原子 。 即 1 . 9 % 锰使磷 在 ` 心 一 F e 中扩散激 活 能 降低 40 % , 这就 大大加快 了磷的扩散 , 从而 加速 了磷的偏 聚 进程 。 钢 中 锰 含量越高 , 磷 的偏 聚倾向也将越强 烈 。 我们用离 子探针分析沿晶断口 , 直 接证实 了稀土 元案饰在原奥氏体 晶 界的偏 聚 。 根据 统 计热 力学得 出的内界面 偏 聚浓度公式 C s = C 。 。 · p (备) ` + C 。 一 p (爵) `当 C 。 < ` , 其 中 C 。 为溶质原子在 晶 界的浓度 , C 。 为基体 中溶质原子 的浓度 , Q 为溶质原子进 入 墓体和 枷向ù生. 叭` 内界面引起畸变能之 差 。 当 Q 值 大 , 则晶界偏 聚的浓度 C 。 也 越 高 。 饰的 原子半径 丫 。 。 = 1 . 85 入 , 铁的原 子半 径 Y , 。 二 1 . 26 入 , 二者相差甚大 。 所 以 饰引起的Q 值很大 , 在晶界有强 烈 的偏聚倾 向 。 从铁一 饰二 元 相 图 上饰 在铁 中只 有很小的固 溶度也说 明了这 一点 。 从饰在晶界偏聚 的宽度来看 , 和 钢中固溶态 饰 的含量有关 , 在钢 中 残留饰较多的钢 , 柿的晶界偏聚 的宽 度要宽些 , 见 图 8 。 其 中 4 9 f 钢其 稀 土元 素含量 最 高 , 约 o . n 6 % , 其 饰 的晶 界偏聚宽度也最 宽 。 J 0O 内 口 上 · J乙 录甩 ( * 乡) 图 8 不 同开 土 含 t 的D Z一 40 钢 ( 4 4 f 、 5 2六 4 9f ) 在 回火脆 化沿 晶断 口 上 饰 的深 度 分布 饰在晶界的偏聚 对磷在 晶界的偏聚过 程也产生影响 。 从 沿 晶断 口 的稳定 电位 测 定来看 , 含稀土钢 的沿晶断 口 和 平面试样的稳 定电位差 △。 小于不 含 稀土 的钢 , 说 明晶界与晶 内磷 含 量 的差 别 较小 。 表 明稀土元 素饰减小了磷在晶界偏 聚的浓度 。 另外从 冲击断 口 上沿 晶断 口 的 比例也 可以 看 出稀土 元素的影 响 。 4 f2 和 4 3 f 5 5 0 ℃回 火 3 小时的断 口 上 , 未加稀土 的4 f2 钢 其 沿 晶断 口 占 2邝 , 43 ,钢 含稀土 , 其 沿 晶断 口 约 占; 1 / 3 。 磷在原奥氏体 晶界偏聚浓度 越 高 , 在 同样试验条 件下 , 断口 上沿 晶断 口应 占的比值也越 大 。 稀土的这种减慢磷在 晶界的偏 聚可能 只 是一 种动 力学上 的影响 。 从完全 脆 化的含稀土 钢 沿晶断 口 上磷的 深度分布来看 , 磷的晶界 偏聚的浓度依 然很 高