钢中硫化物夹杂物球化和对钢性能的影响
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Ｊ
图 ｌ ＭｎＳ中 固溶不 问钙 量 硬度 的变 化
Ｆｉｇ． １ Ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｏｆ Ｍ ｎＳ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｃａ
钢 中 氧 含 量 高 ， 球 状 硫 化 物 不 易 变 形 ， 此 现 象 虽甚 明显 ，但 其 机 理 尚 不 完 垒 清 楚 。有 的 作 者 推 断 ：球 状 硫 化 物 不 易 变 形 乃 是 高 温 硬 度 增 大 的 缘故 。 测 定加 入 ＭｎＯ 的 ＭｎＳ试 样 的 高 温 硬 度 ， 表 明此 纯 ＭｎＳ为高 ， 还 有 的 作 者 认 为 ：硅 酸 盐 等 氧 化 物 中 的 氧 能 在 高 温 时 扩 散 进 入 硫 化 物 ， 所 以 高 温 轧 制 对 减 少 硫 化 物 的 变 形 有利 。
比 锰 更 强 的 元 素 以外 ， 钢 中 的 硫 常 以 硫 化 锰形 式存 在 。 所 以 ，讨 论 硫 化 物 的 球化 ，更 确 切 地 说 就 是 讨 论 硫 化 锰 夹 杂 的 球 化 。
氧 对 钢 波 中 硫 化 锰 的 凝 固 过 程 影 响 非 常 明显 。 当钢 中氧 量 ≥ ０．０２ 时 ， 硫 化 锰 形成 球 状 ， 分 散 分 布 （也 称 Ｉ类 ＭｎＳ）； 氧 量 低 于 此 值 。 开 始 产 生 沿 品 界 的 硫 化 锰 （也 称 Ｉ 类 ＭｎＳ）。 氧 量 低 于０．０１ 时 ，硫 化 锰 全 部 成 为 沿 晶 界 的 网 状 硫 化 物 。 如 果 钢 中 的 氧 量 低 ， 并 有 过 量 铝 ， 较 高 的 碳 或 较 高 的 硅 、 磷 、铬 、 锆 等 元 素 存 在 时 ， 硫 化 锰 则 形 成 块 状 ， 分 散 分 布 （也 称 为 Ｉ类 硫 化 锰 ）。氧 对 钢 中 硫 化 锰形 态 的 影 响 是 由 于 氧 含 量 的 变 化 影 响 硫 在 钢 中 的 溶 解 度 ； 氧 高 时 ， 碗在 钢 中 的 溶 解 度低 ，硫 化 锰 在 较 高 温 度 下 析 出， 即 形 成 千钢 液 凝 固 的前 期 ； 当 氧 低 时 ， 钢液 中 碗 的 溶 解 度高 ， 硫 化 物 在 钢 液 凝 周末 期析 出 ， 故 存 在 于 枝 晶间 和晶界。同时氧量 高，硫化锰沉淀和生长的温 度范 围大 ，故 它的尺寸就较钢液凝 固末 期析 出的晶界硫化物大，此外 ，冷 却速度也有影响 ，若快 速冷却 有利 Ｉ类硫化锰的生 成， 缓慢 冷 却 则 有 利 Ｉ类 或 Ｉ类 硫 化锰 的 生 成 。随 着 基 体 的 冷 却 速 度 增大 ， 硫 化 物 的 数 目增 多 ， 尺 寸 变 小 。 反 之 亦 然 。
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锕 铁研 究 学报
硫 化 锰 和 硫 化 钙 在 ｌ１７０℃ 以 上完 垒 互 溶 ． 硫 化 锰 中溶 解 的 钙 量 愈 高 愈 近 球 状 ， 并为 无 规 目 分 布 。
碲 稍 固 溶 于 硫 化 锰 中 ， 同 时 碲 化 锰 和 硫 化 锰 常 呈 共 晶 生长 在 一 起 。固 溶 碲 后 的 硫 化 锰 和 硫化 锰 一 碲 化 锰 两 相 夹 杂 物 ，都 呈球 状 。
３０００ Ｍ Ｐａ［＂ 。
（４） 合 成 Ｍ，Ｓ中含 ５ ＦｅＳ， 从 常 温 到 １０００ ℃ 的 显 微 硬 度 几 乎 与纯 ＭｎＳ一 致 ［６］。 （５）ＭｎＳ中 的 Ｍｎ被 Ｆｅ取 代 时 ，它 的硬 度 实 际 不 变 ，如 图２￣７３。 （６）低 碳 易 切 削 钢 中 硫 化 物 的 长 ／宽 比 值 随 硫 化 物 中Ｍｎ／Ｆｅ比 值 增 高 而 降 低 曲］。 这 就 意 味 着 硫 化 物 中 的Ｆｅ量 增 高 更 易 变 形 。 上述前三 条结 果表 明，Ｍ．Ｓ中的固溶Ｆｅ量 增高 ，硬 度增大 ，塑性降低； 而 后 三条结 果 则 说 明 ，Ｍ ｓ中 固 溶 Ｆｅ或 者 是 硬 度 不 变 ， 或 者 是 塑 性 增高 。 钢 中 硫 化 锰 夹 杂 物 固溶 的 铁 量 ， 会 随 着 钢 中锰 含 量 及加 热 制 度而 改 变 。 固溶 铁 量 的 变 化 对 硫 化 物 的 高 温 硬 度 将 不 是 主 要 的 影 响 因 素 ； 然 而钢 中 锰 、 碳 等 含 量 的 变 更 ， 会 影 响 到 基 体 的 硬 度 ， 从而 改 变 硫 化 锰 的 相 对 塑 性 。 ３ 硫 化 物 变 形 后 再 加 热 时 的 球 化行 为 钢经 热轧或冷拔 ，钢 中的硫化物产生相应 的形变 。钢再经高 温 处理时 ，随着温度 增高 和时 间增长，硫化物 渐趋球化；变化 的进 程，因不 同因素 的影 响而 有所 差别。 中碳 低 合 金 钢 中 的 Ｉ类 和 Ｉ类 硫 化 锰在 热 轧 后 沿 轧 制 方 向延 伸 呈 带 ，在 １３１０ ℃ 均 匀 化 处 理 时 ， 这 些 伸 长 的 硫 化 物 首 先 缩 短 变粗 ， 成 为 圆 柱 状 ， 然后 分 裂 成 段 ，再 变 为球 状［９］。 热 轧 变 形 后 的 Ｉ类 硫 化锰 ，在 ７６０￣ １２０５ ℃ 各 温 度 区 问 进行 ， 不 同 时 间退 火， 它 的 变 化过 程 是 从 片 状 经 棒 状 、 椭 球 状再 到 球 状 ［Ｉｏ］。 热轧 伸长的硫化 物在 ６００ ℃ 加 热日Ⅱ开始球化 ， 在 ９００ ℃ 以 上球 化现 象显著［１１）。在 ９２５ ℃退 火时， Ｉ类硫化 物变形后完垒球 化的时间 为３０ ｈ￣１ｏ３。 热 轧后的 中碳低合金钢 中 的 硫 化 锰 ， 在 １２００ ℃ 保 温 半 小时 ， 原来 的 条 状 即 断开 成 圆 柱 状 ； 延 长 到 ４ ｈ， 已有 一部 分 变成球 状［ ］ 但是 ，高 温球 他的硫化物 ，若 再经 压力加工 ，则仍变形 。
关麓调 照焦丝墨壅．塑 宣量＿， ￡盟 Ｊ
ＡＢＳＴＲＡ ＣＴ Ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｇｌｏｂｕｌｕ ｒ ｉｚｉｎｇ ｏｆ ｓｕｌｆｉｄｅ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ｉｎ ｓｔｅｅｌ ｄｕｒｉｎｇ ｍ ｅｌｔ ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ， ｔｈｅ？ｃａｕｓｅ ｏｆ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｄｅｆｏ ｒ ｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｌｆｉｄｅｓ ｉｎ ｓｔｅ ｌ ｄｕｒ ｉｎｇ ｐｒｅｓｓ ｗ ｏｒｋ，ａｎｄ ｔｈｅ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｓｕｌｆｉｄｅｓ ｄｕｒｉｎｇ ｒｅｈｅａｔｉｎｇ ａｆｔｅｒ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｇｌｏｂｕＬａｒｉｚｉｎｇ ｏ ｆ ｓｕｌｆｉｄｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ａｒｅ ｅｘｅｍ ｐｌｉｆｉｅｄ ｗｉｔｈ ａ ｖｉｅｗ Ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｐｃｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｔｈｒｏｔｌｇｈ ＳＯｍ ｅ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｍ ｅａｓｕｒｅｓ．
硫 化 锰 中 固溶 钙 或 稀 土 提 高 了它 的 高 温硬 度 ， 如 图ｌｎ）。 Ｍ，，ＳＯ 固 溶 ５ ％ ｃａｓ， 常 温 的 硬 度 提 高 ４７ ％ ； 固溶 ２５ ％ ＣａＳ， 硬 度提 高８６ ％ 。￣ ＭｎＳＯ 的 固 溶 度 达 到 ３０ ％ 时 ，它 的 硬 度 是 纯 Ｍｎｓ硬 度 的 ３．１倍 ［２）。 ｌ￣ｌＩＩｔ， 硫 化 锰 中 含 钙 或 稀 土 愈 高 ， 加 工 中 愈 不 易 变 形 。
对 多 品 ＭｎＳ硬 度 的影 响 表 明 只略 有 增 加 ， 且 这 一 影 响 可 能 属于 氧化 物 ， 而 非 溶 解 氧 的 作 用 。 另 从 删 定高 氧 和 低 氧 钢 中硫 化 锰 的 显 微 硬 度 ，两 者 亦 无 明 显差 别 。从 上 述 结 果 判 断 ： 高 氧 钢 中 硫 化 锰 的 变 形 较 低 氧 钢 中 硫 化 锰 的 变 形 为 小 ， 应 归 于 它 在 铸 态 时 有 利 的 形 状 ，而 不 是 高 温 硬 度 的 变 化 。
稀 土 元 素 与硫 的 亲 台 力 比 锰更 强 ， 可 以 取 代 锰形 成 ＲＥ Ｓ。， 同时 稀 土 元 素 在 硫 化 锰 中 的 固溶 度甚 高 ， ＲＥ：Ｓ 和 固 溶 稀土 的 硫 化 锰 多 成 为 球状 。
作者 单位 一 中国科学 院金属 研究 所 （Ｉｎｓｔ！￣ｕｔｅ ｏｆ Ｍｅｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ａｃａｄｅｍｉａ Ｓｉｎｉｃａ） 怍者 联 系人ｔ 李代钟 ，研究 员，沈 阳 （１ｌＯ０１ｓ）， 中国科学院 盘属 研究所 １３室
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４（１９９２）， № ２
１］～… 钢 中硫 化物 夹 杂物球 化 和
· 综 合论 述 ．
Ｖｏ１．４．ＮＯ． ２ Ｊｕｎ． １９９２
对钢性能的影响
李 代 钟
ＧＬ０ＢＵＬＡ ＲＩＺＩＮＧ ０Ｆ ＳＵＬＦ】ＤＥ ＩＮＣＬＵＳ１０ＮＳ Ａ ＮＤ Ｉ１Ｓ ＩＮＦＬＵＥＮＣＥ ＯＮ ＴＨ Ｅ ＰＲ０ＰＥｓⅡ Ｅ Ｓ ０Ｆ ＳＴＥ ＥＬ
此外，硫 化锰 的变形随轧制温 度升高而降低；轧制 温度 增高 ， 硫 化 锰 的相对塑性变 小 。 因 此 ， 对 有 些 不 希 望 硫 化 物 变 形 大 的 锕 而 言 ， 需 要 控 制 在 较 高 的终 轧 温 度 或 终 锻 温
度 。
钢 中增加 固溶强化 奥氏体的元素，例如锰 、碳 、铌等 ，会 使硫化 锰的相对塑性 增高 ， 从 而 较 易变 形 。 而 且 轧 制道 次 之 间 奥 氏 体 不 完 垒再 结 晶 所 增 加 Ｍ．Ｓ的 相 对 塑 性 ， 比 固 溶 强 化 作 用 还 大 。
镁 也 有 球 化 硫 化 物 的 效 果 ． 但 是 它 不 便 加 入 钢 中 ，故 尚 未 在 工业 生 产 中得 到 实际 应
用 。
上述 氧 、 稀 土 、 钙 、碲 四 种 元 素 在 基 体 铁 中 的 固 溶 度都 非 常低 。 这 些 元 素 能 使 硫 化 物 球 化 的 原 因可 能是 这 些 元 素 的 硫 化 物 （形 成 硫 化物 或 者 固 溶 于 硫 化 锰 ） 对 钢 基 体 的 润湿 性 低 ， 界 面 能 高 ，接 触 角 大 ， 故 成 球 状 。 ２ 钢在 压 力加 工 中硫 化 物 不 易 变 形 的 原 园
Ｌｉ Ｄ ａｉｚｈｏｎｇ
擒 翼 本文 叙述 了钢 液凝 固中， 硫化 物夹 杂球 化的 条件 ， 钢 在压 力加 工 中硫化 物 不易变 形的 原 因， 以及硫 化 物变 形后 再加 热时 的行 为 ， 举 例说 明了 硫化 物 球化 对 钢 性能的 影响 ， 以便 通过 相应 的措 施 来改善 钢的 性能 。
ＫＥＹ Ｗ ＯＲＤ Ｓ ｓｕｌｆｉｄｅ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ， ｇｌｏｂｕｌａｒｉｚｉｎｇ
１ 钢 液凝 固 中硫 化物 的球 化 通 常 ， 钢 中总 含 有 一 定 量 锰 ，锰 是 与 硫亲 台 力 强 的 元 素 ， 钢 中 除 含 钛 一 类 与 硫亲 台 力
钢 经 压 力加 工 ， 硫 化 物 能 否 变 形 的 主 要 判 据 是 它 的相 对塑 性 。相 对 塑 性 是 硫 化 物 的 真 应 变 与 基 体 真 应变 之 比 。 对 同 一 基 体 组 织 而 言 ， 硫 化 物 的 相 对 塑 性 与 它 的 高 温 硬 度 呈 直 线 关 系 。
虽 然从 Ｍ，￣Ｓ－ＭｎＯ相 图的 测 定 结 果 表 明 ，在 １２３２￣ＣＭｎＳ中 可 以溶 解 １．７ ％ ＭｎＯ。 但 是 在钢 中氧是否 固溶于硫化 锰或者 呈很细 小 的氧化 物分散 其 中，尚无直 接证明 。而从测 定氧
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４（１９９２）， № ２
硫 化 物 的 颗 粒 尺 寸 也 影 响 它 的 变 形 ， 因 为 硫 化 物 的 相 对 塑 性 随 其 尺 寸 减 小而 降 低 。 当 它的 尺 寸 大 约 小于 ０．６５ ｍ时 ， 硫 化 物就 不 变 形 。
钢 中 的 Ｍｎｓ常 固 溶 Ｆｅ， 即 为 （Ｍｎ，Ｆｅ）Ｓ。 硫 化 锰 中 固 溶 铁 后 的 高 温 硬 度 是 否 增高 ， 或 是 变 形 性 是 否 降 低 ， 出现 一 些 不 一 致 的 结 果 ，例 如 ：
（１） 低 碳 钢 中硫 化 锰 中的 硫 化 铁 增 高 ， 卿 相 对 塑 性 降 低 ［３］。 （２）硫化物的 塑性 随Ｍ＂／ｓ比值 的增大而增高［ ； 这意味着 硫化锰中 固溶铁 量增高 则 变 形 减 小 。 （３）合 成ＭｎＳ中 固溶６５ ａｔ Ｆｅ后， 其 显 微 硬 度 从 纯 Ｍ．Ｓ的 １７００ ＭＰａ增 高 到
图 ｌ ＭｎＳ中 固溶不 问钙 量 硬度 的变 化
Ｆｉｇ． １ Ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｏｆ Ｍ ｎＳ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｃａ
钢 中 氧 含 量 高 ， 球 状 硫 化 物 不 易 变 形 ， 此 现 象 虽甚 明显 ，但 其 机 理 尚 不 完 垒 清 楚 。有 的 作 者 推 断 ：球 状 硫 化 物 不 易 变 形 乃 是 高 温 硬 度 增 大 的 缘故 。 测 定加 入 ＭｎＯ 的 ＭｎＳ试 样 的 高 温 硬 度 ， 表 明此 纯 ＭｎＳ为高 ， 还 有 的 作 者 认 为 ：硅 酸 盐 等 氧 化 物 中 的 氧 能 在 高 温 时 扩 散 进 入 硫 化 物 ， 所 以 高 温 轧 制 对 减 少 硫 化 物 的 变 形 有利 。
比 锰 更 强 的 元 素 以外 ， 钢 中 的 硫 常 以 硫 化 锰形 式存 在 。 所 以 ，讨 论 硫 化 物 的 球化 ，更 确 切 地 说 就 是 讨 论 硫 化 锰 夹 杂 的 球 化 。
氧 对 钢 波 中 硫 化 锰 的 凝 固 过 程 影 响 非 常 明显 。 当钢 中氧 量 ≥ ０．０２ 时 ， 硫 化 锰 形成 球 状 ， 分 散 分 布 （也 称 Ｉ类 ＭｎＳ）； 氧 量 低 于 此 值 。 开 始 产 生 沿 品 界 的 硫 化 锰 （也 称 Ｉ 类 ＭｎＳ）。 氧 量 低 于０．０１ 时 ，硫 化 锰 全 部 成 为 沿 晶 界 的 网 状 硫 化 物 。 如 果 钢 中 的 氧 量 低 ， 并 有 过 量 铝 ， 较 高 的 碳 或 较 高 的 硅 、 磷 、铬 、 锆 等 元 素 存 在 时 ， 硫 化 锰 则 形 成 块 状 ， 分 散 分 布 （也 称 为 Ｉ类 硫 化 锰 ）。氧 对 钢 中 硫 化 锰形 态 的 影 响 是 由 于 氧 含 量 的 变 化 影 响 硫 在 钢 中 的 溶 解 度 ； 氧 高 时 ， 碗在 钢 中 的 溶 解 度低 ，硫 化 锰 在 较 高 温 度 下 析 出， 即 形 成 千钢 液 凝 固 的前 期 ； 当 氧 低 时 ， 钢液 中 碗 的 溶 解 度高 ， 硫 化 物 在 钢 液 凝 周末 期析 出 ， 故 存 在 于 枝 晶间 和晶界。同时氧量 高，硫化锰沉淀和生长的温 度范 围大 ，故 它的尺寸就较钢液凝 固末 期析 出的晶界硫化物大，此外 ，冷 却速度也有影响 ，若快 速冷却 有利 Ｉ类硫化锰的生 成， 缓慢 冷 却 则 有 利 Ｉ类 或 Ｉ类 硫 化锰 的 生 成 。随 着 基 体 的 冷 却 速 度 增大 ， 硫 化 物 的 数 目增 多 ， 尺 寸 变 小 。 反 之 亦 然 。
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硫 化 锰 和 硫 化 钙 在 ｌ１７０℃ 以 上完 垒 互 溶 ． 硫 化 锰 中溶 解 的 钙 量 愈 高 愈 近 球 状 ， 并为 无 规 目 分 布 。
碲 稍 固 溶 于 硫 化 锰 中 ， 同 时 碲 化 锰 和 硫 化 锰 常 呈 共 晶 生长 在 一 起 。固 溶 碲 后 的 硫 化 锰 和 硫化 锰 一 碲 化 锰 两 相 夹 杂 物 ，都 呈球 状 。
３０００ Ｍ Ｐａ［＂ 。
（４） 合 成 Ｍ，Ｓ中含 ５ ＦｅＳ， 从 常 温 到 １０００ ℃ 的 显 微 硬 度 几 乎 与纯 ＭｎＳ一 致 ［６］。 （５）ＭｎＳ中 的 Ｍｎ被 Ｆｅ取 代 时 ，它 的硬 度 实 际 不 变 ，如 图２￣７３。 （６）低 碳 易 切 削 钢 中 硫 化 物 的 长 ／宽 比 值 随 硫 化 物 中Ｍｎ／Ｆｅ比 值 增 高 而 降 低 曲］。 这 就 意 味 着 硫 化 物 中 的Ｆｅ量 增 高 更 易 变 形 。 上述前三 条结 果表 明，Ｍ．Ｓ中的固溶Ｆｅ量 增高 ，硬 度增大 ，塑性降低； 而 后 三条结 果 则 说 明 ，Ｍ ｓ中 固 溶 Ｆｅ或 者 是 硬 度 不 变 ， 或 者 是 塑 性 增高 。 钢 中 硫 化 锰 夹 杂 物 固溶 的 铁 量 ， 会 随 着 钢 中锰 含 量 及加 热 制 度而 改 变 。 固溶 铁 量 的 变 化 对 硫 化 物 的 高 温 硬 度 将 不 是 主 要 的 影 响 因 素 ； 然 而钢 中 锰 、 碳 等 含 量 的 变 更 ， 会 影 响 到 基 体 的 硬 度 ， 从而 改 变 硫 化 锰 的 相 对 塑 性 。 ３ 硫 化 物 变 形 后 再 加 热 时 的 球 化行 为 钢经 热轧或冷拔 ，钢 中的硫化物产生相应 的形变 。钢再经高 温 处理时 ，随着温度 增高 和时 间增长，硫化物 渐趋球化；变化 的进 程，因不 同因素 的影 响而 有所 差别。 中碳 低 合 金 钢 中 的 Ｉ类 和 Ｉ类 硫 化 锰在 热 轧 后 沿 轧 制 方 向延 伸 呈 带 ，在 １３１０ ℃ 均 匀 化 处 理 时 ， 这 些 伸 长 的 硫 化 物 首 先 缩 短 变粗 ， 成 为 圆 柱 状 ， 然后 分 裂 成 段 ，再 变 为球 状［９］。 热 轧 变 形 后 的 Ｉ类 硫 化锰 ，在 ７６０￣ １２０５ ℃ 各 温 度 区 问 进行 ， 不 同 时 间退 火， 它 的 变 化过 程 是 从 片 状 经 棒 状 、 椭 球 状再 到 球 状 ［Ｉｏ］。 热轧 伸长的硫化 物在 ６００ ℃ 加 热日Ⅱ开始球化 ， 在 ９００ ℃ 以 上球 化现 象显著［１１）。在 ９２５ ℃退 火时， Ｉ类硫化 物变形后完垒球 化的时间 为３０ ｈ￣１ｏ３。 热 轧后的 中碳低合金钢 中 的 硫 化 锰 ， 在 １２００ ℃ 保 温 半 小时 ， 原来 的 条 状 即 断开 成 圆 柱 状 ； 延 长 到 ４ ｈ， 已有 一部 分 变成球 状［ ］ 但是 ，高 温球 他的硫化物 ，若 再经 压力加工 ，则仍变形 。
关麓调 照焦丝墨壅．塑 宣量＿， ￡盟 Ｊ
ＡＢＳＴＲＡ ＣＴ Ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｇｌｏｂｕｌｕ ｒ ｉｚｉｎｇ ｏｆ ｓｕｌｆｉｄｅ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ｉｎ ｓｔｅｅｌ ｄｕｒｉｎｇ ｍ ｅｌｔ ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ， ｔｈｅ？ｃａｕｓｅ ｏｆ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｄｅｆｏ ｒ ｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｌｆｉｄｅｓ ｉｎ ｓｔｅ ｌ ｄｕｒ ｉｎｇ ｐｒｅｓｓ ｗ ｏｒｋ，ａｎｄ ｔｈｅ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｓｕｌｆｉｄｅｓ ｄｕｒｉｎｇ ｒｅｈｅａｔｉｎｇ ａｆｔｅｒ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｇｌｏｂｕＬａｒｉｚｉｎｇ ｏ ｆ ｓｕｌｆｉｄｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ａｒｅ ｅｘｅｍ ｐｌｉｆｉｅｄ ｗｉｔｈ ａ ｖｉｅｗ Ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｐｃｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｔｈｒｏｔｌｇｈ ＳＯｍ ｅ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｍ ｅａｓｕｒｅｓ．
硫 化 锰 中 固溶 钙 或 稀 土 提 高 了它 的 高 温硬 度 ， 如 图ｌｎ）。 Ｍ，，ＳＯ 固 溶 ５ ％ ｃａｓ， 常 温 的 硬 度 提 高 ４７ ％ ； 固溶 ２５ ％ ＣａＳ， 硬 度提 高８６ ％ 。￣ ＭｎＳＯ 的 固 溶 度 达 到 ３０ ％ 时 ，它 的 硬 度 是 纯 Ｍｎｓ硬 度 的 ３．１倍 ［２）。 ｌ￣ｌＩＩｔ， 硫 化 锰 中 含 钙 或 稀 土 愈 高 ， 加 工 中 愈 不 易 变 形 。
对 多 品 ＭｎＳ硬 度 的影 响 表 明 只略 有 增 加 ， 且 这 一 影 响 可 能 属于 氧化 物 ， 而 非 溶 解 氧 的 作 用 。 另 从 删 定高 氧 和 低 氧 钢 中硫 化 锰 的 显 微 硬 度 ，两 者 亦 无 明 显差 别 。从 上 述 结 果 判 断 ： 高 氧 钢 中 硫 化 锰 的 变 形 较 低 氧 钢 中 硫 化 锰 的 变 形 为 小 ， 应 归 于 它 在 铸 态 时 有 利 的 形 状 ，而 不 是 高 温 硬 度 的 变 化 。
稀 土 元 素 与硫 的 亲 台 力 比 锰更 强 ， 可 以 取 代 锰形 成 ＲＥ Ｓ。， 同时 稀 土 元 素 在 硫 化 锰 中 的 固溶 度甚 高 ， ＲＥ：Ｓ 和 固 溶 稀土 的 硫 化 锰 多 成 为 球状 。
作者 单位 一 中国科学 院金属 研究 所 （Ｉｎｓｔ！￣ｕｔｅ ｏｆ Ｍｅｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ａｃａｄｅｍｉａ Ｓｉｎｉｃａ） 怍者 联 系人ｔ 李代钟 ，研究 员，沈 阳 （１ｌＯ０１ｓ）， 中国科学院 盘属 研究所 １３室
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１］～… 钢 中硫 化物 夹 杂物球 化 和
· 综 合论 述 ．
Ｖｏ１．４．ＮＯ． ２ Ｊｕｎ． １９９２
对钢性能的影响
李 代 钟
ＧＬ０ＢＵＬＡ ＲＩＺＩＮＧ ０Ｆ ＳＵＬＦ】ＤＥ ＩＮＣＬＵＳ１０ＮＳ Ａ ＮＤ Ｉ１Ｓ ＩＮＦＬＵＥＮＣＥ ＯＮ ＴＨ Ｅ ＰＲ０ＰＥｓⅡ Ｅ Ｓ ０Ｆ ＳＴＥ ＥＬ
此外，硫 化锰 的变形随轧制温 度升高而降低；轧制 温度 增高 ， 硫 化 锰 的相对塑性变 小 。 因 此 ， 对 有 些 不 希 望 硫 化 物 变 形 大 的 锕 而 言 ， 需 要 控 制 在 较 高 的终 轧 温 度 或 终 锻 温
度 。
钢 中增加 固溶强化 奥氏体的元素，例如锰 、碳 、铌等 ，会 使硫化 锰的相对塑性 增高 ， 从 而 较 易变 形 。 而 且 轧 制道 次 之 间 奥 氏 体 不 完 垒再 结 晶 所 增 加 Ｍ．Ｓ的 相 对 塑 性 ， 比 固 溶 强 化 作 用 还 大 。
镁 也 有 球 化 硫 化 物 的 效 果 ． 但 是 它 不 便 加 入 钢 中 ，故 尚 未 在 工业 生 产 中得 到 实际 应
用 。
上述 氧 、 稀 土 、 钙 、碲 四 种 元 素 在 基 体 铁 中 的 固 溶 度都 非 常低 。 这 些 元 素 能 使 硫 化 物 球 化 的 原 因可 能是 这 些 元 素 的 硫 化 物 （形 成 硫 化物 或 者 固 溶 于 硫 化 锰 ） 对 钢 基 体 的 润湿 性 低 ， 界 面 能 高 ，接 触 角 大 ， 故 成 球 状 。 ２ 钢在 压 力加 工 中硫 化 物 不 易 变 形 的 原 园
Ｌｉ Ｄ ａｉｚｈｏｎｇ
擒 翼 本文 叙述 了钢 液凝 固中， 硫化 物夹 杂球 化的 条件 ， 钢 在压 力加 工 中硫化 物 不易变 形的 原 因， 以及硫 化 物变 形后 再加 热时 的行 为 ， 举 例说 明了 硫化 物 球化 对 钢 性能的 影响 ， 以便 通过 相应 的措 施 来改善 钢的 性能 。
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１ 钢 液凝 固 中硫 化物 的球 化 通 常 ， 钢 中总 含 有 一 定 量 锰 ，锰 是 与 硫亲 台 力 强 的 元 素 ， 钢 中 除 含 钛 一 类 与 硫亲 台 力
钢 经 压 力加 工 ， 硫 化 物 能 否 变 形 的 主 要 判 据 是 它 的相 对塑 性 。相 对 塑 性 是 硫 化 物 的 真 应 变 与 基 体 真 应变 之 比 。 对 同 一 基 体 组 织 而 言 ， 硫 化 物 的 相 对 塑 性 与 它 的 高 温 硬 度 呈 直 线 关 系 。
虽 然从 Ｍ，￣Ｓ－ＭｎＯ相 图的 测 定 结 果 表 明 ，在 １２３２￣ＣＭｎＳ中 可 以溶 解 １．７ ％ ＭｎＯ。 但 是 在钢 中氧是否 固溶于硫化 锰或者 呈很细 小 的氧化 物分散 其 中，尚无直 接证明 。而从测 定氧
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硫 化 物 的 颗 粒 尺 寸 也 影 响 它 的 变 形 ， 因 为 硫 化 物 的 相 对 塑 性 随 其 尺 寸 减 小而 降 低 。 当 它的 尺 寸 大 约 小于 ０．６５ ｍ时 ， 硫 化 物就 不 变 形 。
钢 中 的 Ｍｎｓ常 固 溶 Ｆｅ， 即 为 （Ｍｎ，Ｆｅ）Ｓ。 硫 化 锰 中 固 溶 铁 后 的 高 温 硬 度 是 否 增高 ， 或 是 变 形 性 是 否 降 低 ， 出现 一 些 不 一 致 的 结 果 ，例 如 ：
（１） 低 碳 钢 中硫 化 锰 中的 硫 化 铁 增 高 ， 卿 相 对 塑 性 降 低 ［３］。 （２）硫化物的 塑性 随Ｍ＂／ｓ比值 的增大而增高［ ； 这意味着 硫化锰中 固溶铁 量增高 则 变 形 减 小 。 （３）合 成ＭｎＳ中 固溶６５ ａｔ Ｆｅ后， 其 显 微 硬 度 从 纯 Ｍ．Ｓ的 １７００ ＭＰａ增 高 到