宋明明等：稀土处理C-M钢显微组织和夹杂物演化 ·1567· 1000 (b) 900 800 1 0 600 600 400 450 3 200-C 150 10 能量eV 能量keV 图4L2试样中品内针状铁素体的形核及核心组成.(a)稀土核心和品内针状铁素体：(b)点1能谱：()点2能谱 Fig.4 Acicular ferrite nucleation and composition of a nucleus in Sample 12*:(a)rare earth-contained nucleus and acicular ferrite:(b)EDS spec- trum of Point 1:(c)EDS spectrum of Point 2 主要集中在1~4μm.有效控制稀土处理钢中尺寸在La-0-S、La一Al-0和MnS组成的复合夹杂.L1试样 1~4μm夹杂物的数量对于晶内针状铁素体的形成有 中夹杂物尺寸比较细小，存在较多的单颗粒稀土夹杂 较大的影响. 物，如图6(a)所示；L2和L3*试样中存在大量MnS包 0, 裹的多颗粒稀土夹杂物组成的球形复合夹杂.在冷却 和凝固过程中稀土夹杂物单颗粒碰撞后，许多单颗粒 40 黏附聚合在一起，随后MS在其周围析出长大将稀土 30 颗粒夹杂物包裹成球形，如图6(b)和6(c)所示. L1~3试样中夹杂物的尺寸分布和夹杂物的 20 平均尺寸如图7所示.从图中可以看出1600℃淬火的 10 L1试样中尺寸小于1μm的夹杂物比例较高，而1100 ℃水冷的L2试样和850℃水冷的L3试样中小于1 <11-22-334455-667 um的夹杂物所占分数明显降低.尺寸在1~4um的 尺寸范围m 夹杂物所占比例后两者均较L1试样有一定的增高， 图5L2“试样中有效形核核心的尺寸分布 而且尺寸在4~7m的夹杂物数量百分比后两者也明 Fig.5 Size distribution of nuclei in Sample 12 显高于L1试样.此外，3个试样中夹杂物的平均尺寸 2.3稀士夹杂物的生成与长大 也明显依次增大，说明冷却和凝固过程中稀土处理后 为了有效地控制稀土处理C-Mn钢后夹杂物的尺 的C-Mn钢夹杂物有明显的聚集长大过程.这与前文 寸，有必要探究稀土处理钢后稀土夹杂物的生成过程 中分析夹杂物形貌及生成过程所得结论是一致的，即 Wen等s-与Somg等训系统研究了稀土处理后钢液 在凝固和冷却过程中存在稀土夹杂物的聚集长大. 的保温时间对稀土夹杂物尺寸的影响，但是在凝固和 L1*~3试样中各尺寸范围夹杂物的数密度如 冷却过程中稀土夹杂物的变化还没有文献报道.为了 图8所示.可以发现L1“试样中小于4μm的夹杂物数 研究稀土夹杂物在凝固和冷却过程中的变化规律，将 密度明显高于L2*和L3试样中小于4μm夹杂物的数 稀土处理后的C-Mn钢在不同温度下淬火.图6列出 密度，即L1试样中小于4μm的夹杂物数量明显高于 了3个试样中夹杂物的典型形貌和成分.从图中能够 L2和L3试样中小于4um夹杂物的数量，L2和L3试 明显发现3炉钢中夹杂物的成分差别不大，均是由 样中小于4m夹杂物的数密度相差不大.此外3个宋明明等: 稀土处理 C--Mn 钢显微组织和夹杂物演化 图 4 L2# 试样中晶内针状铁素体的形核及核心组成． ( a) 稀土核心和晶内针状铁素体; ( b) 点 1 能谱; ( c) 点 2 能谱 Fig． 4 Acicular ferrite nucleation and composition of a nucleus in Sample L2# : ( a) rare earth-contained nucleus and acicular ferrite; ( b) EDS spec￾trum of Point 1; ( c) EDS spectrum of Point 2 主要集中在 1 ～ 4 μm． 有效控制稀土处理钢中尺寸在 1 ～ 4 μm 夹杂物的数量对于晶内针状铁素体的形成有 较大的影响． 图 5 L2# 试样中有效形核核心的尺寸分布 Fig． 5 Size distribution of nuclei in Sample L2# 2. 3 稀土夹杂物的生成与长大 为了有效地控制稀土处理 C--Mn 钢后夹杂物的尺 寸，有必要探究稀土处理钢后稀土夹杂物的生成过程． Wen 等［18--20］与 Song 等［21］系统研究了稀土处理后钢液 的保温时间对稀土夹杂物尺寸的影响，但是在凝固和 冷却过程中稀土夹杂物的变化还没有文献报道． 为了 研究稀土夹杂物在凝固和冷却过程中的变化规律，将 稀土处理后的 C--Mn 钢在不同温度下淬火． 图 6 列出 了 3 个试样中夹杂物的典型形貌和成分． 从图中能够 明显发现 3 炉钢中夹杂物的成分差别不大，均是由 La--O--S、La--Al--O 和 MnS 组成的复合夹杂． L1# 试样 中夹杂物尺寸比较细小，存在较多的单颗粒稀土夹杂 物，如图 6( a) 所示; L2# 和 L3# 试样中存在大量 MnS 包 裹的多颗粒稀土夹杂物组成的球形复合夹杂． 在冷却 和凝固过程中稀土夹杂物单颗粒碰撞后，许多单颗粒 黏附聚合在一起，随后 MnS 在其周围析出长大将稀土 颗粒夹杂物包裹成球形，如图 6( b) 和 6( c) 所示． L1# ～ L3# 试样中夹杂物的尺寸分布和夹杂物的 平均尺寸如图 7 所示． 从图中可以看出 1600 ℃淬火的 L1# 试样中尺寸小于 1 μm 的夹杂物比例较高，而 1100 ℃水冷的 L2# 试样和 850 ℃ 水冷的 L3# 试样中小于 1 μm 的夹杂物所占分数明显降低． 尺寸在 1 ～ 4 μm 的 夹杂物所占比例后两者均较 L1# 试样有一定的增高， 而且尺寸在 4 ～ 7 μm 的夹杂物数量百分比后两者也明 显高于 L1# 试样． 此外，3 个试样中夹杂物的平均尺寸 也明显依次增大，说明冷却和凝固过程中稀土处理后 的 C--Mn 钢夹杂物有明显的聚集长大过程． 这与前文 中分析夹杂物形貌及生成过程所得结论是一致的，即 在凝固和冷却过程中存在稀土夹杂物的聚集长大． L1# ～ L3# 试样中各尺寸范围夹杂物的数密度如 图 8 所示． 可以发现 L1# 试样中小于 4 μm 的夹杂物数 密度明显高于 L2# 和 L3# 试样中小于 4 μm 夹杂物的数 密度，即 L1# 试样中小于 4 μm 的夹杂物数量明显高于 L2# 和 L3# 试样中小于 4 μm 夹杂物的数量，L2# 和 L3# 试 样中小于 4 μm 夹杂物的数密度相差不大． 此外 3 个 · 7651 ·