第1期 华正利等：非均质形核细化16Mn钢凝固组织 51 晶区，且等轴晶和柱状晶的尺寸较为粗大.添加了 4所示.经测定1#空白样晶粒平均尺寸为35um, Ce、Zr和Mg的2#、3#和4#试样，等轴晶比例都 添加Ce、Zr和Mg后2#、3#和4#试样的平均 有不同程度的增加，等轴晶和柱状晶的尺寸都有所 晶粒尺寸分别为24、27和28m.1#空白样中原 减小.利用Image-Pro Plus图像分析软件计算了各 始奥氏体晶粒尺寸较为粗大，添加Ce、Zr和Mg后 试样的等轴晶率所得结果如图2所示.从图2可 16M钢的奥氏体晶粒的尺寸都有不同程度的减小 以看出.1#试样等轴晶率为32%，2#试样等轴晶率 其中加入Ce的2#试样，晶粒尺寸由35um减小到 为44%.3#试样和4#试样等轴晶率分别为40%和 24m,晶粒尺寸最为细小 37%.从实验结果看，加入Ce、Zr和Mg均能细化 50 16Mn钢的凝固组织，提高等轴晶率.相比于其他试 44% 40% °40 37% 样，加入Ce的1#试样，等轴晶率最高，凝固组织更 32% 0 加细化. 2.2原始奥氏体晶粒尺寸 20 图3为四个试样的原始奥氏体晶粒形貌，其中 10 (a)、(b)、(c)和(d)依次对应1#、2#、3#和4#试 1# 2# 3* 4* 样.按照GB/T6394一2002《金属平均粒度测定方 样号 法》中的面积法测定试样的平均晶粒尺寸，每个试 图2各试样等轴晶比率 样选取20个视场，然后取平均晶粒尺寸，结果如图 Fig.2 Equiaxed crystal ratio of samples 201m 20m 20m 图3试样原始奥氏体晶粒形貌.(a)1#:(b)2#;(c3:(d)4# Fig.3 Prior austenite grain morphology of samples:(a)1#:(b)2#;(c)3#;(d)4# 40 35 2.3夹杂物的形貌和组成 30 27 28 24 利用JSM-6480LV型扫描电镜（带能谱），对试 20 样中作为形核核心的夹杂物进行了形貌和成分分 析.从分析结果可以看出，空白样中夹杂物主要为 10 球形的硫化锰夹杂（如图5(a),尺寸在3~8m范 围内，同时还有形状不规则的硫化锰和二氧化硅的 2 3# 4* 样号 复合型夹杂（如图5(b),尺寸约4um左右.通过对 多个夹杂物分析可初步确定，添加Ce的2#试样所 图4试样的原始奥氏体晶粒尺寸分布 生成的含Ce化合物主要为氧化铈、少量的硫氧化 Fig.4 Prior austenite grain size distribution of samples 铈及硫化铈等（如图6），形状几乎都为球形，尺寸在第 期 华正利等 非均质形核细化 钢凝固组织 晶区, 且等轴 晶和柱状 晶的尺寸较为粗大 添加 了 、 和 的 、 和 试样, 等轴 晶比例都 有不 同程度 的增加, 等轴 晶和柱状晶的尺寸都有所 减小 利用 一 图像分析软件计算 了各 试样的等轴 晶率, 所得结果如图 所示 从图 可 以看出, 试样等轴 晶率为 , 试样等轴晶率 为 试样和 试样等轴晶率分别为 和 从实验结果看, 加入 、 和 均能细化 , 钢的凝固组织, 提高等轴 晶率 相 比于其他试 样, 加入 的 试样, 等轴 晶率最高, 凝固组织更 加细化 原始奥氏体晶粒尺寸 图 为四个试样的原始奥氏体 晶粒形貌, 其 中 、 、 和 依次对应 、 、 和 试 样 按照 一 《金属平均粒度测定方 法 》 中的面积法测定试样的平均晶粒尺寸, 每个试 样选取 个视场, 然后取平均 晶粒尺寸, 结果如图 所示 经测定 空 白样晶粒平均尺寸为 卜 , 添加 、 和 后 、 和 试 样 的平均 晶粒尺寸分别为 、 和 协 空 白样 中原 始奥 氏体 晶粒尺寸较为粗大, 添加 。、 和 后 钢的奥 氏体 晶粒 的尺寸都有不同程度的减小, 其中加入 的 试样, 晶粒尺寸 由 卜 减小到 卜 , 晶粒尺寸最为细小 几 并屏雏岁臼唯 禅 样号 图 各试样等轴晶比率 图 试样原始奥氏体晶粒形貌 夹杂物的形貌和组成 勺 盯 秘泞﹄ 瓜不比阵 任几山月曰门 份契挂酬暇叱唯已鹭且 弃 样号 图 试样的原始奥氏体晶粒尺寸分布 利用 一 型扫描 电镜 带能谱 , 对试 样中作为形核核心 的夹杂物进行 了形貌和 成分分 析 从分析结果可 以看 出, 空白样 中夹杂物主要为 球 形的硫化锰夹杂 如图 , 尺寸在 卜 范 围内, 同时还有形状不规则的硫化锰和二氧化硅 的 复合型夹杂 如图 , 尺寸约 协 左右 通过对 多个夹杂物分析可初步确定,添加 的 试样所 生成 的含 化合物主要为氧化饰 、少量的硫氧化 饰及硫化饰等 如图 , 形状几乎都为球形, 尺寸在