·1568· 工程科学学报，第37卷，第12期 (a) (b) c 2 um 2 gm 3 pm 600 600 (e) 500 500 Si 400 300 Mn 200 200 100 CFea Al Mn 100 0 0 0 3 456 0 4 56 78910 能量keV 能量keV 图6试样中夹杂物的形貌和成分.(a)L1形貌：(b)L2形貌：(c)L3形貌：(d)点1能谱：（©）点2能谱 Fig.6 Morphology and composition of inclusions in three samples:(a)morphology of Sample LI:(b)morphology of Sample 12:(c)morphology of Sample 13*;(d)EDS spectrum of Point 1;(e)EDS spectrum of Point 2 100r 2.8 细小的稀土夹杂物碰撞聚合使得细小的稀土夹杂物数 国<1um ▣1-44m 80 ☑47um 图>7um 。一平均尺寸 2.4且 密度降低.图8中3试样中小于4m夹杂物数密度 明显降低，这说明稀土夹杂物碰撞聚合使得细小稀土 60 2.0 夹杂物数密度的降低值明显大于温度降低使细小稀土 1.6 夹杂物数密度的增加值.换言之，温度降低过程中产 2 1.2球 生的细小稀土夹杂物数量是非常少的，试样中绝大部 ☑ 0.8 分小于4um的细小夹杂是在液态下形成的，可以进一 LI+ L2* L3* 试样编号 步推断在诱导形核过程中的有效核心也绝大多数是在 图7各试样中夹杂物尺寸分布和平均尺寸 液态时生成的.控制液态钢中1~4μm稀土夹杂物的 Fig.7 Size distribution and mean size of inclusions in three samples 数量是获得大量晶内铁素体形核核心最有效的手段， 2a]+3[0]=La,0,(s), 试样中大于4um的夹杂物数密度相差不大，L2和L3 △，G9=-1511644+379.24,Jmol1； (1) 试样中大于4um的夹杂物数密度只比L1“试样中大于 400 4μm的夹杂物数密度略高. ■一L1 根据前文中分析，稀土夹杂物在钢液中碰撞聚合 300 -L3 长大使得小尺寸的夹杂数密度变小，但是大尺寸的夹 杂物数量并没有因为小尺寸的夹杂物聚合长大而增 加，说明大尺寸的稀土夹杂物可能上浮而被去除.这 里应该指出的是稀土夹杂物在钢液中的标准生成吉布 100 斯自由能是随着温度的降低而降低，如式(1)~式(5) 所示，即在标准状态下随着温度的降低，各稀土夹杂物 1-4 47 生成浓度积是降低的，说明在钢液凝固和冷却过程中 尺寸范围μm 由于温度降低将不断地有新的细小的稀土夹杂物生 图8各试样中各尺寸夹杂物的数密度 成.这将导致细小的稀土夹杂物一方面由于温度的降 Fig.8 Inclusion number densities of the samples in different inclu- 低而使细小的稀土夹杂物数密度增加，另一方面由于 sion size ranges工程科学学报，第 37 卷，第 12 期 图 6 试样中夹杂物的形貌和成分 . ( a) L1# 形貌; ( b) L2# 形貌; ( c) L3# 形貌; ( d) 点 1 能谱; ( e) 点 2 能谱 Fig． 6 Morphology and composition of inclusions in three samples: ( a) morphology of Sample L1# ; ( b) morphology of Sample L2# ; ( c) morphology of Sample L3# ; ( d) EDS spectrum of Point 1; ( e) EDS spectrum of Point 2 图 7 各试样中夹杂物尺寸分布和平均尺寸 Fig． 7 Size distribution and mean size of inclusions in three samples 试样中大于 4 μm 的夹杂物数密度相差不大，L2# 和 L3# 试样中大于4 μm 的夹杂物数密度只比 L1# 试样中大于 4 μm 的夹杂物数密度略高． 根据前文中分析，稀土夹杂物在钢液中碰撞聚合 长大使得小尺寸的夹杂数密度变小，但是大尺寸的夹 杂物数量并没有因为小尺寸的夹杂物聚合长大而增 加，说明大尺寸的稀土夹杂物可能上浮而被去除． 这 里应该指出的是稀土夹杂物在钢液中的标准生成吉布 斯自由能是随着温度的降低而降低，如式( 1) ～ 式( 5) 所示，即在标准状态下随着温度的降低，各稀土夹杂物 生成浓度积是降低的，说明在钢液凝固和冷却过程中 由于温度降低将不断地有新的细小的稀土夹杂物生 成． 这将导致细小的稀土夹杂物一方面由于温度的降 低而使细小的稀土夹杂物数密度增加，另一方面由于 细小的稀土夹杂物碰撞聚合使得细小的稀土夹杂物数 密度降低． 图 8 中 L3# 试样中小于 4 μm 夹杂物数密度 明显降低，这说明稀土夹杂物碰撞聚合使得细小稀土 夹杂物数密度的降低值明显大于温度降低使细小稀土 图 8 各试样中各尺寸夹杂物的数密度 Fig． 8 Inclusion number densities of the samples in different inclu￾sion size ranges 夹杂物数密度的增加值． 换言之，温度降低过程中产 生的细小稀土夹杂物数量是非常少的，试样中绝大部 分小于 4 μm 的细小夹杂是在液态下形成的，可以进一 步推断在诱导形核过程中的有效核心也绝大多数是在 液态时生成的． 控制液态钢中 1 ～ 4 μm 稀土夹杂物的 数量是获得大量晶内铁素体形核核心最有效的手段． 2［La］+ 3［O］La2O3 ( s) ， ΔfG = － 1511644 + 379. 24T，J·mol － 1 ; ( 1) · 8651 ·