孙桂林等：含锡C-Mn钢中锡的析出相 *1691· 与形核相FeSn,的二维错配度8为10.91%，因此MnS boundary by first-principles tensile tests.Phys Condens Matter, 可作为FeSn,有效的形核核心，促进FeSn2在MnS夹杂 2010,22(50):505705 物上非均质形核. [11]Zhang J,Li YZ.Song K.Progress of the precipitation of copper elements in steel.Guangzhou Chem Ind,2015,43(3):27 3结论 (张俊，李延竹，宋坤.钢中铜元素的析出研究进展.广州化 工，2015,43(3)：27) (1)Fe5%Sn中Sn在晶界和晶内以第二相形式 [12]Godec M,Jenko M,Mast R,et al.Texture measurements on 存在.尺寸大小不一，有的呈现1~3μm大小的颗粒 electrical steels alloyed with tin.Vacuum,2001,61(2-4):151 状，有的则为8~10um的长条状.统计结果表明含Sn [13]Han J P,Li Y,Jiang Z H,et al.Harmful effect of low-melting 析出相主要分布在晶界位置，尺寸多呈现为1~3山m elements and development prospects of tin-containing steel.J1- ron Steel Res,2014,26(4):1 的颗粒状. (韩纪鹅，李阳，姜周华，等.钢中低熔点元素的危害及含锡 (2)Fe-1.5%Sn-0.2%S中Sn主要在直径2~ 钢的发展研究.钢铁研究学报，2014,26(4)：1) 4m的球形硫化锰夹杂物上析出，析出尺寸为1~ 04] Bemnsmann G,Bleymehl M,Ehl R,et al.The making of free 3m的块状. cutting steels with additions of lead,bismuth,tellurium,seleni- (3)热处理实验和透射电镜分析结果表明：在 um and tin.Stahl Undsen,2001,121 (2):87 05] Li L S,Zhu R,Guo H J,et al.Development of non-eaded free- Fe-5%Sn中析出和在Fe-l.5%Sn0.2%S中MnS夹 cutting steel by adding tin.J Unie Sci Technol Beijing,2003,25 杂上异质析出的含S第二相结构为四方晶系的 (4):312 FeSn2. (李联生，朱荣，郭汉杰，等.以锡代铅研制环保型易切削 钢.北京科技大学学报，2003,25(4)：312) 参考文献 [16]Zhang Y J,Zhu C,Wang L F,et al.Development of free cut- [1]Yellishetty M,Mudd G M,Ranjith P G,et al.Environmental life-ey- ting steel for machine structure without lead.Mater Rer,2005, cle comparisons of steel production and recycling:sustainability is- 19(12):68 sues,problems and prospects.Ene Sci Policy,2011,14(6):650 (张永军，朱辰，王立峰，等.机械结构用无铅易切削钢的发 Wang X,Tang X P.Yang J M,et al.Characteristics and effect of 展.材料导报，2005,19(12)：68) impurity elements in steel.Special Steel Technol,2011,17 (1):13 07] Nam N D,Kim MJ,Jang Y W,et al.Effect of tin on the corro- (王绚，唐雪萍，杨接明，等.钢中主要杂质元素的特性及影 sion behavior of low-alloy steel in an acid chloride solution.Cor- 响.特钢技术，2011,17(1)：13) ros Sci,2010,52(1):14 3]Zheng Z W.Yu H Y,Liu ZJ,et al.Mechanism of hot ductility [18]Li HX,Yu H,Zhou T,et al.Effect of tin on the corrosion behav- loss in C-Mn steels based on nonequilibrium grain boundary segre- ior of sea-water corrosion-resisting steel.Mater Des,2015,84:1 gation of impurities.J Mater Res,2015,30(10):1701 [19]Oi T,Sato K.Recovery of electrical resistivity of pure iron de- 4]Calvo J,Cabrera J M,Rezaeian A,et al.Evaluation of the hot formed at the liquid nitrogen temperature.Trans Ipn Inst Met, ductility of a C-Mn steel produced from scrap recycling.IS//Int, 1966,7(1):32 2007,47(10):1518 [20]Liu ZZ,Kuwabara M,Satake R,et al.Effect of Sn on micro- 5]Yuan Z X,Jia J,Guo A M,et al.Influence of tin on the hot duc- structure and sulfide precipitation in ultra low carbon steel.ISI tility of a low-earbon steel.Acta Metall Sinica,2003,16(6):478 1t,2009,49(7):1087 [6]Li S Q,Li S Q,Wang Y N.Analysis and study of controlling 221]Zhou L,Wang N,Zhang L,et al.The effects of the minority harmful residuals in molten steel.Iron Steel,2001,36(12):70 phase on phase separation in Fe-Sn hypermonotectic alloy.JAl- (李素芹，李士琦，王雅娜.钢中残余有害元素控制对策的分 loys Compd,2013,555:88 析与探讨.钢铁，2001,36(12)：70) [22]Kumar K C H,Wollants P,Delaey L.Thermodynamic evalua- 7]Yu J,Zhou Z W.The controlling of harmful elements tin and ar- tion of Fe-Sn phase diagram.Calphad,1996,20(2):139 senic of high pressure boiler steel.Mod Metall,2011,39(6):22 23]Solthin R T,Chadwick GA.Heterogencous nucleation in solidif- (俞杰，周志伟.高压锅炉管用钢中有害元素Sn,As的控制. ying metals.Acta Metall,1978,26(2):223 现代治金，2011,39(6)：22) 24]Madariaga I,Gutierrez I.Role of the particle matrix interface [8]Hasegawa H,Nakajima K,Mizoguchi S.Effects of MnS on the on the nucleation of acicular ferrite in a medium carbon microal- heterogeneous nucleation of Cu precipitates in Fe-10 and loyed steel.Acta Mater,1999,47(3):951 5mass%Cu alloys./S/J Int,2003,43(7)1021 5]Tumnbull D,Vonnegut B.Nucleation catalysis.Ind Eng Chem, [9]Yamamoto K,Shibata H,Mizoguchi S.Precipitation behavior of 1952,44(6):1292 copper,tin and manganese sulfide at high temperature in Fe10% 26]Bramfitt B L.The effect of carbide and nitride additions on the Cu-0.5%Sn alloys.IS/J Int,2006,46(1)82 heterogeneous nucleation behavior of liquid iron.Metall Trans, [10]Yuasa M,Mabuchi M.Effects of segregated Cu on an Fe grain 1970,1(7):1987孙桂林等: 含锡 C--Mn 钢中锡的析出相 与形核相 FeSn2的二维错配度 δ 为 10. 91% ，因此 MnS 可作为 FeSn2有效的形核核心，促进 FeSn2在 MnS 夹杂 物上非均质形核． 3 结论 ( 1) Fe--5% Sn 中 Sn 在晶界和晶内以第二相形式 存在． 尺寸大小不一，有的呈现 1 ～ 3 μm 大小的颗粒 状，有的则为 8 ～ 10 μm 的长条状． 统计结果表明含 Sn 析出相主要分布在晶界位置，尺寸多呈现为 1 ～ 3 μm 的颗粒状． ( 2) Fe--1. 5% Sn--0. 2% S 中 Sn 主要在直径2 ～ 4 μm 的球形 硫 化 锰 夹 杂 物 上 析 出，析 出 尺 寸 为1 ～ 3 μm的块状． ( 3) 热处理实验和透射电镜分析结果表明: 在 Fe--5% Sn中析出和在 Fe--1. 5% Sn--0. 2% S 中 MnS 夹 杂上异 质 析 出 的 含 Sn 第 二 相 结 构 为 四 方 晶 系 的 FeSn2 ． 参 考 文 献 ［1］ Yellishetty M，Mudd G M，Ｒanjith P G，et al． Environmental life-cy￾cle comparisons of steel production and recycling: sustainability is￾sues，problems and prospects． Env Sci Policy，2011，14( 6) : 650 ［2］ Wang X，Tang X P，Yang J M，et al． Characteristics and effect of impurity elements in steel． Special Steel Technol，2011，17 ( 1) : 13 ( 王绚，唐雪萍，杨接明，等． 钢中主要杂质元素的特性及影 响． 特钢技术，2011，17( 1) : 13) ［3］ Zheng Z W，Yu H Y，Liu Z J，et al． Mechanism of hot ductility loss in C--Mn steels based on nonequilibrium grain boundary segre￾gation of impurities． J Mater Ｒes，2015，30( 10) : 1701 ［4］ Calvo J，Cabrera J M，Ｒezaeian A，et al． Evaluation of the hot ductility of a C--Mn steel produced from scrap recycling． ISIJ Int， 2007，47( 10) : 1518 ［5］ Yuan Z X，Jia J，Guo A M，et al． Influence of tin on the hot duc￾tility of a low-carbon steel． Acta Metall Sinica，2003，16( 6) : 478 ［6］ Li S Q，Li S Q，Wang Y N． Analysis and study of controlling harmful residuals in molten steel． Iron Steel，2001，36( 12) : 70 ( 李素芹，李士琦，王雅娜． 钢中残余有害元素控制对策的分 析与探讨． 钢铁，2001，36( 12) : 70) ［7］ Yu J，Zhou Z W． The controlling of harmful elements tin and ar￾senic of high pressure boiler steel． Mod Metall，2011，39( 6) : 22 ( 俞杰，周志伟． 高压锅炉管用钢中有害元素 Sn，As 的控制． 现代冶金，2011，39( 6) : 22) ［8］ Hasegawa H，Nakajima K，Mizoguchi S． Effects of MnS on the heterogeneous nucleation of Cu precipitates in Fe--10 and － 5mass% Cu alloys． ISIJ Int，2003，43( 7) : 1021 ［9］ Yamamoto K，Shibata H，Mizoguchi S． Precipitation behavior of copper，tin and manganese sulfide at high temperature in Fe--10% Cu--0. 5% Sn alloys． ISIJ Int，2006，46( 1) : 82 ［10］ Yuasa M，Mabuchi M． Effects of segregated Cu on an Fe grain boundary by first-principles tensile tests． J Phys Condens Matter， 2010，22( 50) : 505705 ［11］ Zhang J，Li Y Z，Song K． Progress of the precipitation of copper elements in steel． Guangzhou Chem Ind，2015，43( 3) : 27 ( 张俊，李延竹，宋坤． 钢中铜元素的析出研究进展． 广州化 工，2015，43( 3) : 27) ［12］ Godec M，Jenko M，Mast Ｒ，et al． Texture measurements on electrical steels alloyed with tin． Vacuum，2001，61( 2-4) : 151 ［13］ Han J P，Li Y，Jiang Z H，et al． Harmful effect of low-melting elements and development prospects of tin-containing steel． J I￾ron Steel Ｒes，2014，26( 4) : 1 ( 韩纪鹏，李阳，姜周华，等． 钢中低熔点元素的危害及含锡 钢的发展研究． 钢铁研究学报，2014，26( 4) : 1) ［14］ Bernsmann G，Bleymehl M，Ehl Ｒ，et al． The making of free cutting steels with additions of lead，bismuth，tellurium，seleni￾um and tin． Stahl Undsen，2001，121( 2) : 87 ［15］ Li L S，Zhu Ｒ，Guo H J，et al． Development of non-leaded free￾cutting steel by adding tin． J Univ Sci Technol Beijing，2003，25 ( 4) : 312 ( 李联生，朱荣，郭汉杰，等． 以锡代铅研制环保型易切削 钢． 北京科技大学学报，2003，25( 4) : 312) ［16］ Zhang Y J，Zhu C，Wang L F，et al． Development of free cut￾ting steel for machine structure without lead． Mater Ｒev，2005， 19( 12) : 68 ( 张永军，朱辰，王立峰，等． 机械结构用无铅易切削钢的发 展． 材料导报，2005，19( 12) : 68) ［17］ Nam N D，Kim M J，Jang Y W，et al． Effect of tin on the corro￾sion behavior of low-alloy steel in an acid chloride solution． Cor￾ros Sci，2010，52( 1) : 14 ［18］ Li H X，Yu H，Zhou T，et al． Effect of tin on the corrosion behav￾ior of sea-water corrosion-resisting steel． Mater Des，2015，84: 1 ［19］ Oi T，Sato K． Ｒecovery of electrical resistivity of pure iron de￾formed at the liquid nitrogen temperature． Trans Jpn Inst Met， 1966，7( 1) : 32 ［20］ Liu Z Z，Kuwabara M，Satake Ｒ，et al． Effect of Sn on micro￾structure and sulfide precipitation in ultra low carbon steel． ISIJ Int，2009，49( 7) : 1087 ［21］ Zhou L，Wang N，Zhang L，et al． The effects of the minority phase on phase separation in Fe--Sn hypermonotectic alloy． J Al￾loys Compd，2013，555: 88 ［22］ Kumar K C H，Wollants P，Delaey L． Thermodynamic evalua￾tion of Fe--Sn phase diagram． Calphad，1996，20( 2) : 139 ［23］ Solthin Ｒ T，Chadwick G A． Heterogeneous nucleation in solidif￾ying metals． Acta Metall，1978，26( 2) : 223 ［24］ Madariaga I，Gutierrez I． Ｒole of the particle – matrix interface on the nucleation of acicular ferrite in a medium carbon microal￾loyed steel． Acta Mater，1999，47( 3) : 951 ［25］ Turnbull D，Vonnegut B． Nucleation catalysis． Ind Eng Chem， 1952，44( 6) : 1292 ［26］ Bramfitt B L． The effect of carbide and nitride additions on the heterogeneous nucleation behavior of liquid iron． Metall Trans， 1970，1( 7) : 1987 · 1961 ·