常立忠等：稀土-镁复合处理对GCl5轴承钢中夹杂物的影响 ·767· 表3稀土一镁处理后钢中各类夹杂物所占比 Table 3 Percentage of various types of inclusions with rare earth and magnesium complex treatment % 试样编号 Al-Mg-S-Mn-0 MnS MnS-MgS Ce-La-S-Mg-0 Ce-La-S-Mn-0 Ce-La-5-0 1 23.97 55.81 0.54 2.33 12.34 0.89 2# 17.23 20.79 4.95 14.46 25.15 10.10 6 0.67 0 0 0.88 10.90 87.33 表4镁处理钢中各类夹杂物所占比 Table 4 Percentage of various types of inclusions using magnesium complex treatment % 试样编号 Al-0 Al-Mg-0 Al-Mn-S-0 Al-Mg-0-Mn-S MnS MnS-MgS 70 0.73 1.45 26.99 44.85 24.53 0.44 8* 0.60 0.48 2.64 54.98 16.69 20.76 ☑w(Mg-34x10b 0 ZZ☑Re=0 图(Mg=7x10 80 四mRe=0.0908% 70 30 40 20 0 20 10 10 Al-0 Al-Mg-0 Al-Mg-Al-Mg- Mn-S MnS-MgS 0 Al-O Al-Al-Mg-Al-Mg-Mn-S MnS-Ce-La-Ce-La-S-Ce-La- 0-S 0-Mn-S Mg-0 0-S 0-Mn-S MgS S-Mg-0 Mn-0 -0 夹杂物 夹杂物 图4钢中不同Re、Mg含量对夹杂物性质的影响.(a)o(Re)=0:(b)c(Mg)=34×10-6 Fig.4 Influence of Re and Mg contents on inclusion composition in steel:(a)(Re)=0:(b)w(Mg)=34 x10-6 等复合夹杂物.其中A山，03、镁铝尖晶石夹杂较少， 夹杂物为主 夹杂物主要以含硫、镁夹杂物为主；且随着Mg质量 为进一步验证钢中夹杂物的成分及具体形貌 分数的增加（从7×10-6增加至3.4×10-5），Mgs- 等，通过扫描电镜对钢中典型夹杂物进行观察，利用 MnS复合夹杂快速增加.当Mg为3.4×10-5并复 能谱确定钢中夹杂物元素分布，其典型夹杂物形貌 合稀土处理时，钢中的夹杂物主要以含Re-S-0夹 如图6~7所示. 杂物为主，Al,03、MnS、镁铝尖晶石类夹杂消失 从图6、图7中可以看出，Mg处理后夹杂物确 2.3稀土一镁处理钢中典型夹杂物形貌 实以MnS、Mg0-Al203、Mg0-Al203HMn及Mg0- 稀土一镁复合处理后钢中主要夹杂物的Aspex MnS-MgS为主，而经过ReMg复合处理后，主要以 扫描电镜图片如图5所示. 含稀土的夹杂物为主，且尺寸较小，外形呈球状 结合表2和图5可以看出，当采用镁处理后，尽 2.4分析与讨论 管夹杂物尺寸降低，但是仍然含有较多的大于 在未经镁处理的钢中，MnS主要以Al,O3为核 10μm的夹杂物（图5(a),当镁从7×10-6增加至 心析出，另一部分以单独的MnS存在，还有大量的 3.4×10-5时，大颗粒的夹杂物减少（图5(b)).采 单个AL,03夹杂存在，如图8所示.微量的镁加入 用镁处理的同时采用稀土复合处理时，夹杂物尺寸 到钢中后，会与钢中的溶解氧结合，形成Mg0,进而 进一步降低（图5（©）)；随着镁、稀土含量的同时增 与A山，0，生成Mg0·AL,0,夹杂，而镁铝尖晶石的尺 加，大颗粒夹杂物更加细小，且夹杂物以含稀土复合 寸较A山，O3相比要小很多，部分MnS会以此作为核常立忠等: 稀土--镁复合处理对 GCr15 轴承钢中夹杂物的影响 表 3 稀土--镁处理后钢中各类夹杂物所占比 Table 3 Percentage of various types of inclusions with rare earth and magnesium complex treatment % 试样编号 Al--Mg--S--Mn--O MnS MnS--MgS Ce--La--S--Mg--O Ce--La--S--Mn--O Ce--La--S--O 1# 23. 97 55. 81 0. 54 2. 33 12. 34 0. 89 2# 17. 23 20. 79 4. 95 14. 46 25. 15 10. 10 6# 0. 67 0 0 0. 88 10. 90 87. 33 表 4 镁处理钢中各类夹杂物所占比 Table 4 Percentage of various types of inclusions using magnesium complex treatment % 试样编号 Al--O Al--Mg--O Al--Mn--S--O Al--Mg--O--Mn--S MnS MnS--MgS 7# 0. 73 1. 45 26. 99 44. 85 24. 53 0. 44 8# 0. 60 0. 48 2. 64 54. 98 16. 69 20. 76 图 4 钢中不同 Ｒe、Mg 含量对夹杂物性质的影响． ( a) w( Ｒe) = 0; ( b) w( Mg) = 34 × 10 － 6 Fig． 4 Influence of Ｒe and Mg contents on inclusion composition in steel: ( a) w( Ｒe) = 0; ( b) w( Mg) = 34 × 10 － 6 等复合夹杂物． 其中 Al2O3、镁铝尖晶石夹杂较少， 夹杂物主要以含硫、镁夹杂物为主; 且随着 Mg 质量 分数的增加( 从 7 × 10 － 6 增加至 3. 4 × 10 － 5 ) ，MgS-- MnS 复合夹杂快速增加． 当 Mg 为 3. 4 × 10 － 5 并复 合稀土处理时，钢中的夹杂物主要以含 Ｒe--S--O 夹 杂物为主，Al2O3、MnS、镁铝尖晶石类夹杂消失． 2. 3 稀土--镁处理钢中典型夹杂物形貌 稀土--镁复合处理后钢中主要夹杂物的 Aspex 扫描电镜图片如图 5 所示． 结合表 2 和图 5 可以看出，当采用镁处理后，尽 管夹杂物尺寸降低，但是仍然含有较多的大于 10 μm 的夹杂物( 图 5( a) ) ，当镁从 7 × 10 － 6增加至 3. 4 × 10 － 5时，大颗粒的夹杂物减少( 图 5( b) ) ． 采 用镁处理的同时采用稀土复合处理时，夹杂物尺寸 进一步降低( 图 5( c) ) ; 随着镁、稀土含量的同时增 加，大颗粒夹杂物更加细小，且夹杂物以含稀土复合 夹杂物为主． 为进一步验证钢中夹杂物的成分及具体形貌 等，通过扫描电镜对钢中典型夹杂物进行观察，利用 能谱确定钢中夹杂物元素分布，其典型夹杂物形貌 如图 6 ～ 7 所示． 从图 6、图 7 中可以看出，Mg 处理后夹杂物确 实 以 MnS、MgO--Al2O3、MgO--Al2O3--Mn 及 MgO-- MnS--MgS 为主，而经过 Ｒe--Mg 复合处理后，主要以 含稀土的夹杂物为主，且尺寸较小，外形呈球状． 2. 4 分析与讨论 在未经镁处理的钢中，MnS 主要以 Al2O3 为核 心析出，另一部分以单独的 MnS 存在，还有大量的 单个 Al2O3 夹杂存在，如图 8 所示． 微量的镁加入 到钢中后，会与钢中的溶解氧结合，形成 MgO，进而 与 Al2O3 生成 MgO·Al2O3 夹杂，而镁铝尖晶石的尺 寸较 Al2O3 相比要小很多，部分 MnS 会以此作为核 · 767 ·