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12 工程科学学报，第42卷，增刊1 (a) (b) GBF Nucleant 20μm IAF 2 um 0 Mg Kel 2 Mn Kal Mn (c) 1μm 1μm I um I um I um (d) FSP (e) Non-nucleant GBF 20μm 24m Mg Kal 2 Mn Kal Mg Mn () 1 um I um I um 1 um I um 图3HAZ组织中夹杂物形貌及扫描电镜面扫描图像.(a~c)3MglA:(d~f)3Mg20Al Fig.3 Morphologies and SEM mapping images of the inclusions in the HAZ microstructures for experimental steels:(a-c)3MglAl;(d-f)3Mg20Al 为形核核心的MgO-MnS复合夹杂物由中心MgO 该类型夹杂物却不具备，所以30Mg1A1中HAZ晶 和外围MnS组成；而30Mg20Al中的MgO-MnS 内组织为塑性的IAF,而30Mg20A1中的为脆性侧 复合夹杂物为多个细小的MgO粒子嵌入MnS,如 板条铁素体.故未添加Al的Mg脱氧钢HAZ韧性 图3(f)所示.30Mg20A1中这种复合夹杂物不能作 较添加A1的更加优异 为IAF形核核心，如图3(e)所示.30 Mg1Al中，由 于HAZ组织中的MgO-MnS复合夹杂物诱发形 参考文献 成发达的IAF,从而获得优异的400kJcm大线能 [1]Pervushin G V,Suito H.Effect of primary deoxidation products of 量焊接HAZ韧性.而30Mg20AI中缺乏诱发IAF Al2O3,ZrOz.Ce2O;and Mgo on TiN precipitation in 形核核心，无法抑制FSP的形成.因此，30Mg20Al Fe-10mass%Ni alloy./S/J /nt,2001,41(7):748 的HAZ韧性恶化. [2]Kimura S,Nakajima K,Mizoguchi S.Behavior of alumina- magnesia complex inclusions and magnesia inclusions on the 3结论 surface of molten low-carbon steels.Metall Mater Trans B,2001, 32(1):79 (1)未添加A1的30Mg1A1钢中夹杂物数量密 [3]Park S C,Jung I H,Oh K S,et al.Effect of Al on the evolution of 度为96.65mm2,与添加A1的30Mg20A1钢中的 non-metallic inclusions in the Mn-Si-Ti-Mg deoxidized steel 95.03mm2接近.而前者夹杂物平均尺寸为3.47m, during solidification:Experiments and thermodynamic calcu- 大于后者的2.03m. lations.ISU1m,2004,44(6:1016 (2)尽管30Mg1A1和30Mg20A1钢中主要氧硫 [4]Ohta H,Suito H.Characteristics of particle size distribution of 化物复合夹杂物成分均为MgO-MnS,但二者的 deoxidation products with Mg,Zr,Al,Ca,Si/Mn and Mg/Al in 形貌明显不同.前者由中心的单一MgO粒子与外 Fe-10mass%Ni alloy.IS/J /nt,2006,46(1):14 [5]Ohta H,Suito H.Effects of dissolved oxygen and size distribution 围MnS相组成，而后者为数个细小MgO粒子嵌 on particle coarsening of deoxidation product./S/J Int,2006, 入MnS相中 46(1):42 (3)由于30 Mg1Al中的MgO-MnS复合夹杂 [6]Takamura J,Mizoguchi S.Metallurgy of oxides in steels:I. 物能诱发晶内针状铁素体形核，而30Mg20A1中的 Roles of oxides in steels performance /The Sixth International为形核核心的 MgO‒MnS 复合夹杂物由中心 MgO 和外围 MnS 组成 ；而 30Mg20Al 中的 MgO ‒MnS 复合夹杂物为多个细小的 MgO 粒子嵌入 MnS，如 图 3（f）所示. 30Mg20Al 中这种复合夹杂物不能作 为 IAF 形核核心，如图 3（e）所示. 30Mg1Al 中，由 于 HAZ 组织中的 MgO‒MnS 复合夹杂物诱发形 成发达的 IAF，从而获得优异的 400 kJ·cm−1 大线能 量焊接 HAZ 韧性. 而 30Mg20Al 中缺乏诱发 IAF 形核核心，无法抑制 FSP 的形成. 因此，30Mg20Al 的 HAZ 韧性恶化. 3 结论 （1）未添加 Al 的 30Mg1Al 钢中夹杂物数量密 度 为 96.65 mm−2，与添 加 Al 的 30Mg20Al 钢 中 的 95.03 mm−2 接近. 而前者夹杂物平均尺寸为 3.47 μm， 大于后者的 2.03 μm. （2）尽管 30Mg1Al 和 30Mg20Al 钢中主要氧硫 化物复合夹杂物成分均为 MgO‒MnS，但二者的 形貌明显不同. 前者由中心的单一 MgO 粒子与外 围 MnS 相组成，而后者为数个细小 MgO 粒子嵌 入 MnS 相中. （3）由于 30Mg1Al 中的 MgO‒MnS 复合夹杂 物能诱发晶内针状铁素体形核，而 30Mg20Al 中的 该类型夹杂物却不具备，所以 30Mg1Al 中 HAZ 晶 内组织为塑性的 IAF，而 30Mg20Al 中的为脆性侧 板条铁素体. 故未添加 Al 的 Mg 脱氧钢 HAZ 韧性 较添加 Al 的更加优异. 参 考 文 献 Pervushin G V, Suito H. Effect of primary deoxidation products of Al2O3 , ZrO2 , Ce2O3 and MgO on TiN precipitation in Fe−10mass%Ni alloy. ISIJ Int, 2001, 41（7）: 748 [1] Kimura S, Nakajima K, Mizoguchi S. Behavior of aluminamagnesia complex inclusions and magnesia inclusions on the surface of molten low-carbon steels. Metall Mater Trans B, 2001, 32（1）: 79 [2] Park S C, Jung I H, Oh K S, et al. Effect of Al on the evolution of non-metallic inclusions in the Mn−Si−Ti−Mg deoxidized steel during solidification: Experiments and thermodynamic calculations. ISIJ Int, 2004, 44（6）: 1016 [3] Ohta H, Suito H. Characteristics of particle size distribution of deoxidation products with Mg, Zr, Al, Ca, Si/Mn and Mg/Al in Fe−10mass%Ni alloy. ISIJ Int, 2006, 46（1）: 14 [4] Ohta H, Suito H. Effects of dissolved oxygen and size distribution on particle coarsening of deoxidation product. ISIJ Int, 2006, 46（1）: 42 [5] Takamura J, Mizoguchi S. Metallurgy of oxides in steels: Ⅰ. Roles of oxides in steels performance // The Sixth International [6] (a) (d) (e) 1 μm 1 μm 1 μm 1 μm 1 μm 1 μm O O Kα1 Mn Kα1 S Mn (b) (c) MnS MgO 20 μm 2 μm Mg Kα1 2 IAF Nucleant 1 2 3 4 GBF FSP Mg S Kα1 1 μm 1 μm 1 μm 1 μm 1 μm 1 μm O O Kα1 Mn Kα1 S Mn (f) MnS MgO 20 μm 2 μm Mg Kα1 2 Non-nucleant GBF Mg S Kα1 图 3 HAZ 组织中夹杂物形貌及扫描电镜面扫描图像. （a～c）3Mg1Al；（d～f）3Mg20Al Fig.3 Morphologies and SEM mapping images of the inclusions in the HAZ microstructures for experimental steels: (a−c) 3Mg1Al; (d−f) 3Mg20Al · 12 · 工程科学学报，第 42 卷，增刊 1