Vol 16 No.4 冯松筠等：铈和磷对锰钢脆性的影响 .415 试验用钢的化学成分见表1.研究了30Mn钢中3种不同磷含量：0.005%，0.03%，0.06% 表1试验用钢的化学成分/% Table 1 Compositions of testing steels/% 炉号 C Mn P Ce Si 0.29 1.05 0.003 0.054 0.005 2 0.31 0.96 0.005 0.22 0.014 3 0.32 0.97 0.029 0.064 0.29 0.004 0.31 0.96 0.028 0.23 0.010 5 0.30 0.97 0.056 0.1140.22 0.004 6 0.29 0.95 0.061 0.23 0.014 0.30 2.92 0.092 0.120 0.15 0.006 8 0.30 2.86 0.086 0.140.007 及磷含量为0.09%的30M,钢.熔炼时，在相同磷含量的钢中，一炉加铈，另一炉不加 铈.试验用钢在真空感应炉中熔炼，钢锭质量为20kg.钢锭在1200℃均匀化4.5h,然 后锻成13mm×13mm×300mm的方坯和直径8mm的圆棒，再分别加工成冲击试样和俄歌 试样. 冲击试样先在硝盐炉中加热至850℃保温15min,淬碱液后，在350℃盐炉中回火75min ;俄歇试样850℃保温45min,淬碱液后，300℃回火60min,其中30Mn3Ce及30Mn,钢的 俄歇试样还要进行回火处理. 系列冲击试验在l5kg摆锤式冲击试验机上进行.试样在相应的试验温度下保持20min, 冲断后立即将断口放于丙酮内，并转入干燥器中保存. 用S-500型扫描电镜观察断口形貌.用H-700型透射电镜观察薄膜试样的精细结构.用 俄歇谱仪测量磷在品界的偏聚.俄歇试样在10×10Pa真空中打断，用氩离子溅射断口，溅 射不同时间，以测定不同深度上磷和铁的Pm、Fe的俄歇峰高，求出p,。峰高比. 2试验结果 图1是1~6号钢850℃淬火、350℃回火试样的冲击功和试验温度的关系曲线.由图1 可知，随钢中磷含量的增加，试验用钢的上、下平台能降低，同时脆性转化温度向高温方向 移动·当钢中加入铈后，平台能明显升高，而脆性转化温度降低. 如图2所示，韧-脆转化温度随钢中杂质元素磷含量增加而增高：当磷含量从0.005%升 高到0.028%，韧-脆转化温度升了156℃；磷从0.028%升高到0.061%，其韧-脆转化温度 升了158℃.图2还显示出在相同磷含量的钢中加铈后，降低了钢的韧一脆转化温度：磷含量 0.029%的钢加铈0.064%，其韧-脆转化温度降低了56℃；磷含量0.06%的钢加铈0.114%， 钢的韧一脆转化温度降低了90℃.铈虽然可以降低钢的韧一脆转化温度，但不能消除高磷 钢的低温回火脆性. 图3显示了30Mn;和30MnCe钢原奥氏体晶界磷的浓度分布，从图3中的俄歌谱线可丫b l . 16 N O . 4 冯松箔等: 钵和 磷对锰钢脆性的影 响 试验 用钢 的 化学成 分见表 1 . 研究 了 30 M n 钢 中 3 种不 同磷含量 : 0. 0 05 % , .0 03 % , .0 06 % 表 1 试验用钢的化学成分 / % J b b晚 I C翩脚幽山. of et 拓I嗯 动理七l% 炉 号 C M n P Q 5 1 5 1 0 . 29 1 .0 5 .0 的3 .0 0义 一 .0 0 5 2 0 . 3 1 0 . % 0 . X() 5 一 0 . 2 0 . 0 14 3 .0 32 .0 97 .0 029 .0 (贬碑 .0 29 .0 ( X琳 4 0 . 3 1 0 . 96 0 . 028 一 0 . 2 3 0 . 0 10 5 .0 30 .0 盯 .0 056 0 . 1 14 .0 2 .0 (洲又 6 0 . 29 0 . 95 0 . 肠 l 一 0 . 2 3 0 . 0 14 7 0 3 0 2 92 0 . 田2 0 . 120 0 . 1 5 0 . 《X场 8 0 3 0 2 . 86 0 . 08 6 一 0 . 14 0 . 叨7 及 磷 含 量 为 .0 09 % 的 30 M n ; 钢 . 熔 炼 时 , 在 相 同磷 含 量 的 钢 中 , 一 炉 加 钵 , 另 一 炉 不 加 钵 . 试 验用 钢在 真空 感应 炉 中熔 炼 , 钢 锭 质 量 为 20 k g . 钢 锭 在 1 2 0 ℃ 均 匀 化 .4 5 h , 然 后锻 成 13 In ln x 13 ~ x 30 ~ 的方坯 和直 径 8 ~ 的圆棒 , 再分别加 工成 冲击 试样 和 俄 歇 试 样 . 冲 击试样 先在硝盐炉 中加热 至8 50 ℃ 保温 巧 而n , 淬碱液后 , 在 35 0 ℃ 盐 炉 中 回 火 75 而n ; 俄歇 试样 8 50 ℃ 保温 45 ~ , 淬碱 液后 , 3 0 ℃ 回 火 60 而n , 其 中 30 M n 3 eC 及 30 M n : 钢 的 俄歇 试样还 要进 行 回 火处理 . 系列冲 击 试验 在 15 kg 摆 锤式 冲 击试 验机 上进 行 . 试样 在相 应 的试验 温 度下保 持 20 而n, 冲断后 立 即将断 口 放于丙 酮 内 , 并 转 人干 燥器 中保存 . 用 S 一 50 0 型 扫描 电镜观察断 口 形 貌 . 用 H 一 7 0 型 透射 电镜 观 察薄 膜试样 的精细结 构 . 用 俄 歇谱 仪测 量磷 在 晶界 的偏 聚 . 俄 歇 试样 在 10 x lo ’ 7 P a 真 空 中打断 , 用 氢离 子溅 射断 口 , 溅 射不 同时 间 , 以 测定 不 同深度 上磷 和 铁 的 P l 二 、 F e二 的俄 歇 峰高 , 求 出 耘 2 。 气 。。 峰高 比 · 2 试验结 果 图 1 是 1 一 6 号钢 8 50 ℃ 淬 火 、 3 50 ℃ 回 火试 样 的冲击 功和 试 验温 度 的关系 曲 线 . 由 图 1 可知 , 随 钢 中磷含 量 的增 加 , 试验 用 钢 的上 、 下 平 台 能 降低 , 同 时 脆 性 转 化 温 度 向高 温 方 向 移动 . 当钢 中加入 钵 后 , 平台 能 明显 升高 , 而 脆性 转化 温度 降低 . 如 图 2 所 示 , 韧 一 脆转 化温 度 随钢 中杂 质元 素磷 含量 增加 而增 高 : 当磷 含 量 从 0 .0 05 % 升 高到 .0 0 28 % , 韧 一 脆 转化温 度 升 了 1 56 ℃ ; 磷 从 .0 0 28 % 升高 到 .0 0 61 % , 其 韧 一 脆 转 化 温 度 升 了 158 粉 . 图 2 还 显示 出在相 同磷含 量 的钢 中加 钵后 , 降低 了钢 的韧 一 脆 转化 温度 : 磷 含 量 .0 02 9 % 的钢加 钵 .0 0 64 % , 其 韧 一 脆转 化 温度 降低 了 56 ℃ ; 磷含 量 0 .0 6 % 的钢 加 钵 0 . 1 14 % , 钢 的韧 一 脆 转化温度 降低 了 90 ℃ . 钵 虽 然可 以 降 低 钢 的韧 一 脆 转 化 温 度 , 但 不 能 消 除 高 磷 钢 的低 温 回火 脆性 . 图 3 显示 了 30 M n 3 和 30 M n 3 eC 钢原 奥 氏体 晶界磷 的浓 度分布 . 从图 3 中 的俄 歇 谱 线 可