第4期 耿明山等：Cu.As和S如对低合金钢连铸坯第Ⅲ脆性区的影响 ·437。 a) o0四 100呼 () (d) 100m 100四 图5825-750℃试样断口纵截面组织.(a)825℃：(b)800℃：(c)775℃：(d)750℃ Fig5 Micogaphs of longitudinal section of the specimens tensiled at825to750℃：(a)825℃，(b)800℃，(o775℃，(dD750℃ Cue=%Cu+3(%As)+8(%Sn)-%Ni,实验钢种 在900一800℃C之间，断口晶界处存在明显的Cu、As Cu当量大于0.5%，远远超过Cu当量0.2%的临 和Sn偏聚，其中As和Sn在晶界的浓度远远大于 界值. 钢基体中As和Sn的浓度.温度在750~725℃之 对断口试样能谱分析（如表2所示）表明，温度 间断口晶界CuAs和Sn的偏聚较小. 表2断口能谱分析的化学成分（质量分数） Table 2 Chemical composit ion of fracture by EDX microanalysis % 拉断温度/℃ Mn Fe Cu As Sn 900 62268 0.0000 80.5674 1.9788 0.0000 11.2269 850 28796 1.2220 88.4841 Q0000 5.2788 21354 800 00719 20393 94.5123 07687 2.6079 0.0000 750 00386 L.0855 948826 07884 1.8892 1.3157 725 00044 1.9465 969495 00000 1.0450 00546 试样在850℃拉伸至屈服后喷水冷却，加工成 3.6mm×31.7mm的圆柱，在AES的真空室条件 100 下打断，观察断口形貌为：以沿晶断裂方式为主，还 0 有少量解理断裂.检查断口的元素偏析（如图6和 -100 表3所示)，结果表明：沿晶断裂界面上有一定量C山 -200 和As的富集同时有少量Sn的富集：在解理的表 面，没有发现Cu、As和Sn的峰值.说明Cu、As和 400 Sn在晶界产生了偏聚. -500 实验钢种在920~850℃之间脆性凹槽主要是 -600 由于Cu、As和Sn在晶界偏聚，削弱晶界能量，造成 0 2004006008001000.1200 晶界裂纹.实验钢种的第脆性区的上限临界温度 电子能量leV 明显高于高洁净低合金钢种第脆性区上限临界温 图6沿品断口俄歇谱线 度，Cu、As和Sn元素是造成连铸坯第脆性区向高 Fig 6 Auger spectrum of intergranular fracture surface图 5 825 ～ 750 ℃试样断口纵截面组织.(a)825 ℃;(b)800 ℃;(c)775 ℃;(d)750 ℃ Fig.5 Micrographs of longitudinal section of the specimens t ensiled at 825 to 750 ℃:(a)825 ℃;(b)800 ℃;(c)775 ℃;(d)750 ℃ Cueq =%Cu +3(%As)+8(%Sn)-%Ni, 实验钢种 Cu 当量大于 0.5 %, 远远超过 Cu 当量 0.2 %的临 界值 . 对断口试样能谱分析(如表 2 所示)表明, 温度 在 900 ～ 800 ℃之间,断口晶界处存在明显的 Cu 、As 和Sn 偏聚, 其中 As 和 Sn 在晶界的浓度远远大于 钢基体中 As 和 Sn 的浓度 .温度在 750 ～ 725 ℃之 间断口晶界 Cu 、As 和 Sn 的偏聚较小. 表 2 断口能谱分析的化学成分(质量分数) Table 2 Chemical composition of fracture by EDX microanalysis % 拉断温度/ ℃ S Mn Fe C u As Sn 900 6.226 8 0.000 0 80.567 4 1.978 8 0.000 0 11.226 9 850 2.879 6 1.222 0 88.484 1 0.000 0 5.278 8 2.135 4 800 0.071 9 2.039 3 94.512 3 0.768 7 2.607 9 0.000 0 750 0.038 6 1.085 5 94.882 6 0.788 4 1.889 2 1.315 7 725 0.004 4 1.946 5 96.949 5 0.000 0 1.045 0 0.054 6 试样在 850 ℃拉伸至屈服后喷水冷却, 加工成 3.6 mm ×31.7 mm 的圆柱 ,在 AES 的真空室条件 下打断,观察断口形貌为 :以沿晶断裂方式为主 , 还 有少量解理断裂.检查断口的元素偏析(如图 6 和 表 3 所示),结果表明 :沿晶断裂界面上有一定量 Cu 和As 的富集, 同时有少量 Sn 的富集;在解理的表 面, 没有发现 Cu 、As 和 Sn 的峰值, 说明 Cu 、As 和 Sn 在晶界产生了偏聚. 实验钢种在 920 ～ 850 ℃之间脆性凹槽主要是 由于 Cu 、As 和 Sn 在晶界偏聚 ,削弱晶界能量, 造成 晶界裂纹 .实验钢种的第Ⅲ脆性区的上限临界温度 明显高于高洁净低合金钢种第 Ⅲ脆性区上限临界温 度,Cu 、As 和 Sn 元素是造成连铸坯第Ⅲ脆性区向高 图 6 沿晶断口俄歇谱线 Fig.6 Auger spectrum of intergranular fracture surf ace 第 4 期 耿明山等:Cu、As 和 Sn 对低合金钢连铸坯第Ⅲ脆性区的影响 · 437 ·