·850. 工程科学学报，第39卷，第6期 50 um 50 pm 50 um 图3实验钢锻后组织.(a)TRI:(b)TR2:(c)TR3# Fig.3 Microstructure of forged tested steels:(a)TR1*;(b)TR2*;(c)TR3* b 50 um 50m 50n 图4实验钢粗品热影响区组织.(a)TR1“:(b)TR2:(c)TR3 Fig.4 CGHAZ microstructure of tested steels:(a)TR1*;(b)TR2*;(c)TR3 出，3种试样中的夹杂物平均尺寸差别不大，总数和数 表4试样中夹杂物的个数，数密度和直径平均尺寸统计 密度依次增加，其中TR3钢中夹杂物较其他两种钢明 Table 4 Number,number density and average diameter of inclusions in 显增多，说明的加入使得钢中的夹杂物增多.一般 samples 认为细小弥散的夹杂物所形成的针状铁素体将更加细 试样 夹杂物总数 数密度/mm2直径平均尺寸/m 小，由图6可见，实验钢中细小的夹杂物形成了更细小 TRI* 639 272 1.63 的针状铁素体 TR2* 768 372 1.77 TR3* 954 406 1.57 60 Z2☑TR1 TR2 0 TR3 平行束状贝氏体间晶界为小角度晶界.T1钢中主要 组织为晶界铁素体，平行的侧板条铁素体和较规则的 40 晶内铁素体，晶界角度小，裂纹在晶体间扩展时阻力 小，对应的钢的冲击功就小：TR2钢中出现了一定量 的针状铁素体，但形成的针状铁素体较宽（见图6 (a),而且分布在晶界的块状铁素体较多：而TR3钢 中有大量可以作为针状铁素体形核核心的尺寸较小的 钛稀土复合夹杂，形成的细小晶内针状铁素体增多 1-2 23 3-4 >4 (见图6(b)),且这些针状铁素体间的交错更复杂，角 夹杂物尺寸范围/um 度更大，裂纹扩展时需不断变化方向，遇到阻力变大， 图5实验钢中夹杂物尺寸统计 对应钢的冲击功增大.另外，从晶界铁素体勾勒出的 Fig.5 Statistics of inclusion size in tested steels 晶粒尺寸变小，也说明稀土单独处理或钛稀土复合处 3.2微观组织分析 理的钢中一些细小的夹杂可能有钉扎晶界的作用，细 通过对3组实验钢微观组织观察，发现不同的组 化晶粒，增大了晶粒间的接触面积，不利于裂纹的 织对冲击功有很大影响.Byun等网研究了Mn含量对 扩展. 钛脱氧低碳钢微观组织的影响，发现以T,O,为核心形 3.3冲击断口形貌分析 成的针状铁素体间为大角度晶界，在奥氏体内形成的 冲击断口宏观形貌可分为剪切唇区、纤维区和放工程科学学报，第 39 卷，第 6 期 图 3 实验钢锻后组织 . ( a) TＲ1# ; ( b) TＲ2# ; ( c) TＲ3# Fig． 3 Microstructure of forged tested steels: ( a) TＲ1# ; ( b) TＲ2# ; ( c) TＲ3# 图 4 实验钢粗晶热影响区组织 . ( a) TＲ1# ; ( b) TＲ2# ; ( c) TＲ3# Fig． 4 CGHAZ microstructure of tested steels: ( a) TＲ1# ; ( b) TＲ2# ; ( c) TＲ3# 出，3 种试样中的夹杂物平均尺寸差别不大，总数和数 密度依次增加，其中 TＲ3# 钢中夹杂物较其他两种钢明 显增多，说明 Ti 的加入使得钢中的夹杂物增多． 一般 认为细小弥散的夹杂物所形成的针状铁素体将更加细 小，由图 6 可见，实验钢中细小的夹杂物形成了更细小 的针状铁素体． 图 5 实验钢中夹杂物尺寸统计 Fig． 5 Statistics of inclusion size in tested steels 3. 2 微观组织分析 通过对 3 组实验钢微观组织观察，发现不同的组 织对冲击功有很大影响． Byun 等［18］研究了 Mn 含量对 钛脱氧低碳钢微观组织的影响，发现以 Ti2O3为核心形 成的针状铁素体间为大角度晶界，在奥氏体内形成的 表 4 试样中夹杂物的个数，数密度和直径平均尺寸统计 Table 4 Number，number density and average diameter of inclusions in samples 试样 夹杂物总数 数密度/mm － 2 直径平均尺寸/μm TＲ1# 639 272 1. 63 TＲ2# 768 372 1. 77 TＲ3# 954 406 1. 57 平行束状贝氏体间晶界为小角度晶界． TＲ1# 钢中主要 组织为晶界铁素体，平行的侧板条铁素体和较规则的 晶内铁素体，晶界角度小，裂纹在晶体间扩展时阻力 小，对应的钢的冲击功就小; TＲ2# 钢中出现了一定量 的针状 铁 素 体，但 形 成 的 针 状 铁 素 体 较 宽 ( 见 图 6 ( a) ) ，而且分布在晶界的块状铁素体较多; 而 TＲ3# 钢 中有大量可以作为针状铁素体形核核心的尺寸较小的 钛稀土复合夹杂，形成的细小晶内针状铁素体增多 ( 见图 6( b) ) ，且这些针状铁素体间的交错更复杂，角 度更大，裂纹扩展时需不断变化方向，遇到阻力变大， 对应钢的冲击功增大． 另外，从晶界铁素体勾勒出的 晶粒尺寸变小，也说明稀土单独处理或钛稀土复合处 理的钢中一些细小的夹杂可能有钉扎晶界的作用，细 化晶粒，增 大 了 晶 粒 间 的 接 触 面 积，不 利 于 裂 纹 的 扩展． 3. 3 冲击断口形貌分析 冲击断口宏观形貌可分为剪切唇区、纤维区和放 · 058 ·