·180 北京科技大学学报 第36卷 (a) 10μm 10μm 104m 图6钢中非金属夹杂物典型形貌.(a)5#-75:(b)6#-Z6:(c)6#-76 Fig.6 Typical morphology of non-metallic inclusions in steel:(a)5#75:(b)6#-76:(c)6#-76 尺寸较大.在钢中酸溶铝含量为35×10-6，钢中酸 溶铝含量过高，会增加凝固过程中钢的二次氧化，从 0.9 0.1 而产生滞留在钢中AL,03夹杂 0.8/ 0.2 2.4.3A山203含量对弹簧钢中夹杂物分布的影响 0.7 0.3 利用Factsage热力学软件绘制伪A山20，一SiO2一 质量分数 6 130 500 0.4 Ca0三元相图，并将实验中1#-Z1钢样、2#-Z2钢样 0.5 中夹杂物成分标注汇总，如图7和图8所示.可以 0.4 0.6 看出，随着渣中A山，0，含量增加，夹杂物的分布趋于 0.3/ 0.7 0.4 0.8 集中，1#-Z1钢样中氧化物夹杂物主要落在钙长石 0.1 与刚玉两相交界处，即氧化物夹杂物中Si02含量(w 1400 SA1,0 (Si02),质量分数)≈40%、Ca0含量(w(Ca0),质 0.90.80.70.6050.40.30.20.1 质量分数 量分数)≈20%、A山，03含量(w(AL,03),质量分数) 图82#-Z2钢伪A山203-Si02Ca0三元相图 ≈40%.非金属夹杂物熔点大部分在1600~1800 Fig.8 Phase diagram of Ca0-Al20:-Si0,system in No.2#-72 steel ℃，成分分布并没有落于理论计算中的低熔点区域， 其中部分夹杂物中A山，03含量大于40%，己经超出 Mn0三元相图，将实验5#-Z5钢样、6#-Z6钢样中 了夹杂物塑性区理论计算结果，因此此钢样夹杂物 夹杂物成分标注汇总，如图9和图10所示.从图9 塑性控制并不良好.从相图8中可以看出2#-Z2复 中可以看出，5#-Z5钢样中的夹杂物基本落于锰铝 合型夹杂物基本都落于刚玉相区，其熔点大部分为 榴石周边附近，熔点在1300℃.夹杂物中Al203含 1800~1900℃之间.可见，高含量的A山，03精炼渣 量相比此前所做钢样中含量均有降低.此钢样中 可能有利于生成A山，O3含量较高的高熔点的夹杂 的夹杂物几乎全部落于Al203-SiO2-Mn0系相图 物，所以要控制精炼渣中A山，O,含量，以获得低熔点 的塑性成分区域内，此类夹杂物塑性控制良好.图 的塑性夹杂物 10中6#-Z6钢样夹杂物成分分布在莫来石相区， 利用Factsage热力学软件绘制伪AL,03-SiO2一 其熔点在1600~1800℃之间，随着精炼渣中A山20， Sio 0.9 0.9 0.1 0& 00 02 0.8 0.2 0> 0.3 07 0.3 1500 04色 0.6 04 500 05 质量分数 0.5/ 06 0.5 0.6 04 30 0.6 03 0.7 03 4400 70 1800 0.7 0.1 1900 0.8 0.2/ 1500 0.1 600 900 0.8 0.9 1409 0.90.80.7 0.6050.40.3020.1 SALO. 0.9 0.8 0.7 0.605040.3020.1A1,0 质量分数 质量分数 图71#-Z1钢伪Al203Si02Ca0三元相图 图95#-Z5伪A山203-Si02-Mn0三元夹杂物分布相图 Fig.7 Phase diagram of Ca0-Al2 038i02 system in No.1#Z1 steel Fig.9 Phase diagram of Al,O-Si0,-MnO system in No.5#-75 steel北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 图 6 钢中非金属夹杂物典型形貌． ( a) 5#--Z5; ( b) 6#--Z6; ( c) 6#--Z6 Fig． 6 Typical morphology of non-metallic inclusions in steel: ( a) 5#-Z5; ( b) 6#-Z6; ( c) 6#-Z6 尺寸较大． 在钢中酸溶铝含量为 35 × 10 － 6 ，钢中酸 溶铝含量过高，会增加凝固过程中钢的二次氧化，从 而产生滞留在钢中 Al2O3 夹杂． 2. 4. 3 Al2O3 含量对弹簧钢中夹杂物分布的影响 利用 Factsage 热力学软件绘制伪 Al2O3 --SiO2 -- CaO 三元相图，并将实验中 1#--Z1 钢样、2#--Z2 钢样 中夹杂物成分标注汇总，如图 7 和图 8 所示． 可以 看出，随着渣中 Al2O3 含量增加，夹杂物的分布趋于 集中，1#--Z1 钢样中氧化物夹杂物主要落在钙长石 与刚玉两相交界处，即氧化物夹杂物中 SiO2 含量( w ( SiO2 ) ，质量分数) ≈ 40% 、CaO 含量( w( CaO) ，质 量分数) ≈20% 、Al2O3 含量( w( Al2O3 ) ，质量分数) ≈40% ． 非金属夹杂物熔点大部分在 1600 ～ 1800 ℃，成分分布并没有落于理论计算中的低熔点区域， 其中部分夹杂物中 Al2O3 含量大于 40% ，已经超出 了夹杂物塑性区理论计算结果，因此此钢样夹杂物 塑性控制并不良好． 从相图 8 中可以看出 2#--Z2 复 合型夹杂物基本都落于刚玉相区，其熔点大部分为 1800 ～ 1900 ℃ 之间． 可见，高含量的 Al2O3 精炼渣 可能有利于生成 Al2O3 含量较高的高熔点的夹杂 物，所以要控制精炼渣中 Al2O3 含量，以获得低熔点 的塑性夹杂物． 图 7 1#--Z1 钢伪 Al2O3 --SiO2 --CaO 三元相图 Fig． 7 Phase diagram of CaO-Al2O3 -SiO2 system in No． 1#-Z1 steel 利用 Factsage 热力学软件绘制伪 Al2O3 --SiO2 -- 图 8 2#--Z2 钢伪 Al2O3 --SiO2 --CaO 三元相图 Fig． 8 Phase diagram of CaO-Al2O3 -SiO2 system in No． 2#-Z2 steel MnO 三元相图，将实验 5#--Z5 钢样、6#--Z6 钢样中 夹杂物成分标注汇总，如图 9 和图 10 所示． 从图 9 中可以看出，5#--Z5 钢样中的夹杂物基本落于锰铝 榴石周边附近，熔点在 1300 ℃ ． 夹杂物中 Al2O3 含 图 9 5#--Z5 伪 Al2O3 --SiO2 --MnO 三元夹杂物分布相图 Fig． 9 Phase diagram of Al2O3 -SiO2 -MnO system in No． 5#-Z5 steel 量相比此前所做钢样中含量均有降低． 此钢样中 的夹杂物几乎全部落于 Al2O3 --SiO2 --MnO 系相图 的塑性成分区域内，此类夹杂物塑性控制良好． 图 10 中 6#--Z6 钢样夹杂物成分分布在莫来石相区， 其熔点在 1600 ～ 1800 ℃ 之间，随着精炼渣中 Al2O3 ·180·