·1722· 工程科学学报，第38卷，第12期 区域连成一片，呈连续状分布.随着冷却强度增加中 中心部位凝固缓慢山，温度梯度较小合金元素容 心部位的网状区域所占比例增加，但是网状连续性 易富集，而边部由于强制冷却作用，温度梯度大，所 逐渐被打乱.由图2可以得出，在边部残余奥氏体网 以偏析减轻.图中残余奥氏体中多为碳化物沿晶 状区域所占的比例随着冷却强度增加逐渐减少，马 界析出区.造成这种偏析的原因与钢锭凝固过程 氏体的比例逐渐增加.电渣锭中心的偏析明显比 中合金元素的选分结晶，在结晶过程中的不均匀分 电渣锭边部严重，这是因为在电渣锭凝固过程中， 布有关 L20m L 20 pm 图2不同冷却强度电渣锭边部组织.(a)400Lh-:(b)800Lh1:()1200Lh-1 Fig.2 Microstructures of eleetroslag remelting ingots at the edge under different cooling intensities:(a)400L*h:(b)800Lh:(c)12001h-1 2.2铸态13钢中碳化物分布 寸也相应减小.因此，提高冷却强度可以减轻碳偏 由于H13钢的合金元素质量分数可达到8%左 析，且促进碳化物在钢中均匀分布.这是由于当冷却 右，而且属于过共析钢，在晶界或是枝晶区域有碳和 强度增加，钢液凝固过程中的过冷度也会相应增大 一些合金元素，如V、Mo和Cr的富集现象☒，引起 在凝固过程中，碳化物会沿着冷却方向呈现规律性 碳化物的富集析出.图3为不同冷却强度生产的电 分布，并且具有方向性.过冷度增加使奥氏体析出受 渣锭中碳化物的透射电镜照片.由图3(a)可以看出 到限制.由铸态显微组织图也可以得到冷却强度增 在冷却强度较小时，钢中有大量的碳化物析出，碳化 加，残余奥氏体枝晶结构也具有规律性，这将增加碳 物多为片状和条状而且碳化物多聚集析出.这表明 化物和马氏体的均匀性. 在低冷却强度时碳和合金元素偏析严重而且形成的 研究发现圆H3钢电渣锭中主要析出的碳化物 碳化物较为粗大.随着冷却强度增加，碳化物分布趋 为VC,及Fe,Mo,C,电渣锭退火后析出的碳化物类型 于均匀，如图3（©）所示.随着冷却强度增加，碳化物 为方形和球形的VC和Mo,C以及CraC。·利用扫描电 偏析状况明显改善而且分布更加均匀，碳化物的尺 镜对金相试样网状偏析区中碳化物进行观察，发现碳 a) (b) 图3不同冷却强度电渣锭中碳化物的透射电镜照片.(a)400Lh-1:(b)800Lh-1:(c)1200Lh1 Fig.3 TEM photographs of carbides in eleetroslag remelting ingots under different cooling intensities:(a)400Lh;(b)800Lh;(c)1200 L.h-1工程科学学报，第 38 卷，第 12 期 区域连成一片，呈连续状分布． 随着冷却强度增加中 心部位的网状区域所占比例增加，但是网状连续性 逐渐被打乱． 由图 2 可以得出，在边部残余奥氏体网 状区域所占的比例随着冷却强度增加逐渐减少，马 氏体的比 例 逐 渐 增 加． 电渣锭中心的偏析明显比 电渣锭边部 严 重，这是因为在电渣锭凝固过程中， 中心部位 凝 固 缓 慢［11］，温度梯度较小合金元素容 易富集，而边部由于强制冷却作用，温度梯度大，所 以偏析减 轻． 图 中 残 余 奥 氏 体 中 多 为 碳 化 物 沿 晶 界析出区． 造 成 这 种 偏 析 的 原 因 与 钢 锭 凝 固 过 程 中合金元素的选分结晶，在结晶过程中的不均匀分 布有关． 图 2 不同冷却强度电渣锭边部组织． ( a) 400 L·h － 1 ; ( b) 800 L·h － 1 ; ( c) 1200 L·h － 1 Fig． 2 Microstructures of electroslag remelting ingots at the edge under different cooling intensities: ( a) 400 L·h －1 ; ( b) 800 L·h －1 ; ( c) 1200 L·h －1 图 3 不同冷却强度电渣锭中碳化物的透射电镜照片． ( a) 400 L·h － 1 ; ( b) 800 L·h － 1 ; ( c) 1200 L·h － 1 Fig． 3 TEM photographs of carbides in electroslag remelting ingots under different cooling intensities: ( a) 400 L·h － 1 ; ( b) 800 L·h － 1 ; ( c) 1200 L·h － 1 2. 2 铸态 H13 钢中碳化物分布 由于 H13 钢的合金元素质量分数可达到 8% 左 右，而且属于过共析钢，在晶界或是枝晶区域有碳和 一些合金元素，如 V、Mo 和 Cr 的富集现象［12］，引起 碳化物的富集析出． 图 3 为不同冷却强度生产的电 渣锭中碳化物的透射电镜照片． 由图 3( a) 可以看出 在冷却强度较小时，钢中有大量的碳化物析出，碳化 物多为片状和条状而且碳化物多聚集析出． 这表明 在低冷却强度时碳和合金元素偏析严重而且形成的 碳化物较为粗大． 随着冷却强度增加，碳化物分布趋 于均匀，如图 3( c) 所示． 随着冷却强度增加，碳化物 偏析状况明显改善而且分布更加均匀，碳化物的尺 寸也相应减小． 因此，提 高 冷 却 强 度 可 以 减 轻 碳 偏 析，且促进碳化物在钢中均匀分布． 这是由于当冷却 强度增加，钢液凝固过程中的过冷度也会相应增大． 在凝固过程中，碳化物会沿着冷却方向呈现规律性 分布，并且具有方向性． 过冷度增加使奥氏体析出受 到限制． 由铸态显微组织图也可以得到冷却强度增 加，残余奥氏体枝晶结构也具有规律性，这将增加碳 化物和马氏体的均匀性． 研究发现［13］H13 钢电渣锭中主要析出的碳化物 为 V8C7及 Fe3Mo3C，电渣锭退火后析出的碳化物类型 为方形和球形的 VC 和 Mo6C 以及 Cr23C6 ． 利用扫描电 镜对金相试样网状偏析区中碳化物进行观察，发现碳 ·1722·