奥氏体不锈钢焊缝热裂敏感性研究
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主题词 奥氏体钢 ;不锈钢 ;焊缝 ;稀土元素 ;夹杂物 中图法分类号 T G 44. 7 Ξ 第一作者简介 王勇 ,男 ,副教授 ,1964 年出生 。1989 年在山东工业大学获硕士学位 。现为天津大学博士生 , 主要从事焊接冶金材料方面的研究工作 。
引 言
奥氏体不锈钢具有优良的耐腐蚀性及综合力学 性能 ,在石油 、化工及其它工业部门得到广泛应用 。 同时 ,将奥氏体不锈钢作为焊接填充材料也越来越 普遍 。但是 ,奥氏体不锈钢焊缝热裂倾向大 ,在工程 设计中已受到普遍关注 。国内外不少学者[1～4 ] 结 合不同的焊接材料和焊接方法对奥氏体不锈钢焊接 热裂纹的分布规律及断口特征开展了多方面的研究 工作 。本文应用变形速率可变式热裂纹试验方法 (VDR 法) 研究碳 、钼和稀土元素对奥氏体不锈钢焊 缝热裂敏感性的影响 ,以便为石油管道耐腐蚀打底 焊缝的合理选择提供理论依据 。
1. 1 试验材料 根据石油管道耐腐蚀打底焊缝的实际条件 ,试
板材料选为 Q235 钢材 ,试板尺寸为 200 mm ×150 mm ×10 mm. 试验用奥氏体不锈钢焊条直径为 3. 2 mm , 熔敷金属的化学组成 : 锰为 1 . 0 6 % ; 硅 为 0 . 86 % ;磷为0. 016 % ;硫为0. 009 % ;铬为 19. 10 % ;镍为 13. 16 %. 其中 ,碳含量通过改变焊芯 来调整 ,钼和稀土含量通过改变焊条药皮中的加入 量来调整 。
选用超低碳焊芯 ,利用药皮过渡形式来加入稀 土 。试 验 时 在 焊 条 药 皮 中 分 别 加 入 质 量 含 量 为 0 % ,0. 5 % ,1 % ,2 % ,3 % ,4 % ,5 %和 6 %的氟化稀 土 ,制成稀土含量不同的焊条 。临界变形速率 vc 的 测定结果如图 3 所示 。
为了深入探讨稀土对热裂纹敏感性的影响 ,对 稀土含量分别为 0 % ,1 %和 6 %的三种典型焊条的 焊缝金属热裂纹面的金属组织取样进行扫描电镜分 析 ,观察结果如图 4 ;对三种焊缝中析出的夹杂物进 行能谱成分分析 ,测定结果见图 5.
151
(责任编辑 吕 鹏)
EI 光盘 1997 年收录中国科技期刊名称及论文数排序
名 期 刊 名 称
次 1 光学学报 2 清华大学学报 3 电子学报 4 中国激光 5 材料工程 6 钢铁 7 半导体学报 8 中国有色金属学报 9 功能材料 10 北京航空航天大学学报 11 西北工业大学学报 12 应用数学和力学 (英) 12 长江流域资源与环境 14 中国电机工程学报 15 化工学报 16 红外与毫米波学报 16 复合材料学报 16 软件学报 16 电子学 (英) 20 计算机科学技术 21 中国激光 (英) 21 金属学报 :A 辑
图 2 钼对临来自百度文库变形速率的影响
图 3 稀土对临界变形速率的影响
图 4 焊缝金属组织扫描电镜照片 图 5 稀土加入量对焊缝中夹杂物成分的影响
第 22 卷 第 6 期 王勇等 :奥氏体不锈钢焊缝热裂敏感性研究
·81 ·
3 试验结果分析与讨论
焊接热裂纹 (包括结晶裂纹和亚固相裂纹) 的产
选用超低碳焊芯 ,通过改变焊条药皮中钼粉加 入量制成不同的焊条 ,由此得到含钼量不同的熔敷 金 属 。试验中熔敷金属的钼含量分别为0 . 1 2 % , 0. 34 % ,0. 63 % ,1. 02 % ,2. 0 %和 2. 61 % ,临界变形 速率 vc 的测定结果如图 2 所示 。 2. 3 稀土对临界变形速率的影响
摘要 应用变形速率连续可变式热裂纹试验方法 (VDR 法) 研究了碳 、钼和稀土元素对奥氏体不锈钢焊缝热裂 敏感性的影响 。试验结果表明 ,降低奥氏体不锈钢熔敷金属中的碳含量并加入适量的钼可显著提高焊缝的抗热裂 性能 。稀土元素对焊缝的抗热裂性也有显著影响 ,加入适量稀土能减少焊缝中夹杂物的数量和大小 ,改变其成分 及分布 ,提高抗裂性 。但是如果加入过量 ,焊缝中会形成大量稀土夹杂物 ,降低奥氏体不锈钢焊缝的抗裂性 。
参 考 文 献
1 Ogawa T , Tsunetomi E. Hot Cracking Susceptibility of
·82 ·
石油大学学报 (自然科学版) 1998 年 12 月
Austenitic Stainless Steels. Welding Research Supplement , 1982 (3) : 82～93 2 Fukuhisa Matsuda , et al. Weld Cracking in Duplex Stain2 less Steel. Transactions of J WRI , 1989 ,18(1) : 47～54 3 Lippol J C , Savage W F. Solidification of Austenitic Stain2
1. 2 试验方法及评定指标 采用 HRL 1 型热裂纹试验机测定焊缝金属的
热裂纹敏感性 。VDR 热裂纹试验装置见图 1. 两块 试板组成“T”型接头并安装于试验机上 ,用螺栓固 定 。试验时 ,水平板以预定的角速度 ω绕“oz ”轴转 动 ,并同时引弧沿向“o”方向施焊 。
1 试验材料及方法
CST 为主要目的 。
图 6 热裂纹的产生条件
试验结果表明 ,焊条熔敷金属中的含碳量从 0. 026 %增加到 0. 08 %时 ,焊缝金属的临界应变率 vc 从 0. 222 mm/ s 降到 0. 165 mm/ s ,抗裂性能也显 著下降 。主要原因是焊缝的碳含量显著增加 ,一方 面增大了焊缝的固液结晶区间 ,使脆性温度区间 TB 增宽 ;另一方面 ,碳含量增加促进硫和磷等有害杂质 元素的偏析 ,利于液态薄膜的形成 ,使焊缝凝固时的 最小塑性 Pmin降低 。 TB 增大及 Pmin的减小使得 vc 降低 。故为了提高焊缝的抗裂性 ,应选用超低碳焊 芯制造焊条 ,大幅度降低焊缝的含碳量 。值得注意 , 碳对成分不同的奥氏体不锈钢焊缝的热裂纹敏感性 的影响有很大区别[1 ] 。
奥氏体不锈钢熔敷金属中的钼含量对热裂纹敏 感性的影响也很大 。在所研究的范围内 , vc 随钼量 的增加有一个最佳值 ,高达 0. 392 mm/ s. 这是因为 钼是碳化物形成元素 ,很容易形成钼的碳化物 MoC ,其熔点很高 ,可达 2965 ℃,当熔池凝固时可作 为异质结晶核心 。加入适量的钼使焊缝金属组织细 化 ,减少晶界低熔点物质偏析 ,从而提高材料的高温 塑性 ,使临界变形速率 vc 值增大 。但是 ,当钼含量 超过最佳值且继续增大时 ,一方面 ,过量的钼会与硫
1998
年 第 第6期
22
卷
Journal
石油大学学报 (自然科学版) of t he University of Petroleum
,
China
Vol. 22 No. Dec. 1998
6
奥氏体不锈钢焊缝热裂敏感性研究 Ξ
王 勇 赵卫民 吴开源
(石油大学机械系 ,山东东营 257062)
2 试验结果
2. 1 碳对临界变形速率的影响 分别选用低碳和超低碳焊芯制成两种奥氏体不
锈钢焊条 ,焊条熔敷金属中的碳含量分别为 0. 08 % 和 0. 026 % ,其它合金元素相同 。测得变形速率 vc 分别为 0. 165 mm/ s 和 0. 222 mm/ s. 2. 2 钼对临界变形速率的影响
Ξ 收稿日期 :1997211224 Ξ 本文为中国石油天然气总公司项目“用综合冶金治理代替石油管道焊后内补口焊接新技术研究”的部分成果 。
·80 ·
石油大学学报 (自然科学版) 1998 年 12 月
min ,焊接电流 I 为 150 A ,焊接电压 U 为 34 V ,焊 接速度 v 为 2 mm/ s. 每种焊条做三对试板 ,临界变 形速率 vc 取其平均值 。
物理冶金材料科学 23 强激光与粒子束 24 推进技术 25 自动化学报 26 光电子激光 27 光学技术 27 金属热处理 29 压电与声光 29 激光技术 31 真空科学与技术学报
图 1 热裂纹试验装置
根据任意时间内裂纹尖端到旋转中心的距离
R ,可以算出此裂纹尖端处的变形速率 v ( mm/ s) : v = Rω. 焊接过程中 , 随着 R 的减小 , v 也减小 。当 R 小到某值时 ,由变形速率产生的应变小于焊缝金 属的塑性 ,裂纹就会停止扩展 ,试验机自动停止 。此 时的 R 值称为临界半径 RL , 对应的变形速率为临 界变形速率 vc , vc = RLω. 该临界速率 vc 可作为评 定焊接热裂纹敏感性的一个直观指标 。其值越高 , 焊缝金属抗热裂性能越好 。VDR 法试验的规范参 数 :定位载荷为 1500 N ,角速度 ω 为 0. 00178 rad/
4 结 论
(1) 降低奥氏体不锈钢熔敷金属中的含碳量 ,可 以大大提高其抗热裂性能 。
(2) 钼在一定含量范围内能显著降低焊缝的热 裂纹敏感性 。
(3) 稀土对奥氏体不锈钢焊缝热裂敏感性有很 大影响 ,加入适量稀土可以减少焊缝中夹杂物的数 量 、大小 ,改变其成分及分布 ,能显著提高焊缝的抗 热裂性 。但是加入过量稀土会形成大量稀土夹杂 物 ,使焊缝抗热裂性能降低 。
生主要决定于脆性温度区 TB 的大小和在 TB 内所
具有的最小塑性
Pmin
与应变增长率
5 5
e T
的对应关
系
(见图 6) 。从图 6 中可以看到脆性温度区 TB 与临
界变形速率 (CST) 间的关系 。显然 ,当焊缝结晶时 ,
线 2 即为临界变形速率 。CST 是评定焊接时抗结
晶裂纹能力的一个重要指标 ,VDR 试验正是以测定
反应形成低熔点物质 (Mo2 S3 和 MoS2) ,与磷形成复 杂的共析物 ,其碳化物也不再是单纯的点状物 ,而是 以多种形式存在 ,使得焊缝高温塑性下降 ,焊缝热裂 敏感性上升 ; 另一方面 ,钼是焊缝金属中的强化元 素 ,含量太多会使焊缝韧性下降 ,强度显著增加 ,焊 接接头受力状态复杂 ,也会降低 vc 值 。另外 ,焊条 力学性能的要求 ,限制了钼含量的增加 。
less Steel Weldments. Welding Research Supplement , 1979
(11) : 362～374 4 杨世杰 ,孟庆森等. 奥氏体不锈钢熔敷金属结晶裂纹断口
形貌及抗裂性能. 焊接学报 , 1995 , 16 (2) :62～66 5 张文钺. 焊接物理冶金. 天津 : 天津大学出版社 ,1991.
试验结果表明 ,加入适量的稀土能显著提高焊 缝的抗热裂性能 。但是 ,加入量太多则适得其反 ,见 图 3. 用扫描电镜观察焊缝组织可发现 ,未加稀土时 焊缝金属中存在大小不均的圆形夹杂物 , 见图 4 (a) . 通过能谱成分分析发现夹杂物主要含有锰 、氧 、 硫和硅等元素 ,见图 5 (a) . 当加入适量稀土时 ,夹杂 物含量减少 ,形状呈小球状且均匀分布 ,见图 4 ( b) . 其成分也发生变化 ,主要成分为 Fe ,Si 和 Cr ;当稀土 加入较多时 ,焊缝中夹杂物数量显著增加 ,形状呈球 状 ,见图 4 (c) ,夹杂物主要成分仍为 Fe ,Si 和 Cr. 从 试验结果看到 ,稀土加入量对焊缝中夹杂物的数量 、 大小 、成分及分布都有重要影响 。稀土加入后 ,由于 稀土与氧 、硫的亲合力大 ,首先生成稀土硫氧化物 , 焊缝 中 氧 、硫 活 度 降 低 , 使 得 在 凝 固 过 程 中 生 成 MnS 的数量减少 ,随着焊缝中稀土的增加 ,稀土夹 杂物将完全取代 MnS. 能谱分析结果证明加入稀土 后夹杂物中锰 ,硫和氧含量减少 。低熔点 MnS 量的 减少会大大增加焊缝的抗热裂性能 。但是加入过量 的稀土会形成大量稀土夹杂物 ,见图 4 (c) ,而且稀 土夹杂数量随着稀土加入量的增加而增多 ,并在局 部地区产生聚集 ,使焊缝金属的高温塑性降低 ,抗热 裂性能降低 。
引 言
奥氏体不锈钢具有优良的耐腐蚀性及综合力学 性能 ,在石油 、化工及其它工业部门得到广泛应用 。 同时 ,将奥氏体不锈钢作为焊接填充材料也越来越 普遍 。但是 ,奥氏体不锈钢焊缝热裂倾向大 ,在工程 设计中已受到普遍关注 。国内外不少学者[1～4 ] 结 合不同的焊接材料和焊接方法对奥氏体不锈钢焊接 热裂纹的分布规律及断口特征开展了多方面的研究 工作 。本文应用变形速率可变式热裂纹试验方法 (VDR 法) 研究碳 、钼和稀土元素对奥氏体不锈钢焊 缝热裂敏感性的影响 ,以便为石油管道耐腐蚀打底 焊缝的合理选择提供理论依据 。
1. 1 试验材料 根据石油管道耐腐蚀打底焊缝的实际条件 ,试
板材料选为 Q235 钢材 ,试板尺寸为 200 mm ×150 mm ×10 mm. 试验用奥氏体不锈钢焊条直径为 3. 2 mm , 熔敷金属的化学组成 : 锰为 1 . 0 6 % ; 硅 为 0 . 86 % ;磷为0. 016 % ;硫为0. 009 % ;铬为 19. 10 % ;镍为 13. 16 %. 其中 ,碳含量通过改变焊芯 来调整 ,钼和稀土含量通过改变焊条药皮中的加入 量来调整 。
选用超低碳焊芯 ,利用药皮过渡形式来加入稀 土 。试 验 时 在 焊 条 药 皮 中 分 别 加 入 质 量 含 量 为 0 % ,0. 5 % ,1 % ,2 % ,3 % ,4 % ,5 %和 6 %的氟化稀 土 ,制成稀土含量不同的焊条 。临界变形速率 vc 的 测定结果如图 3 所示 。
为了深入探讨稀土对热裂纹敏感性的影响 ,对 稀土含量分别为 0 % ,1 %和 6 %的三种典型焊条的 焊缝金属热裂纹面的金属组织取样进行扫描电镜分 析 ,观察结果如图 4 ;对三种焊缝中析出的夹杂物进 行能谱成分分析 ,测定结果见图 5.
151
(责任编辑 吕 鹏)
EI 光盘 1997 年收录中国科技期刊名称及论文数排序
名 期 刊 名 称
次 1 光学学报 2 清华大学学报 3 电子学报 4 中国激光 5 材料工程 6 钢铁 7 半导体学报 8 中国有色金属学报 9 功能材料 10 北京航空航天大学学报 11 西北工业大学学报 12 应用数学和力学 (英) 12 长江流域资源与环境 14 中国电机工程学报 15 化工学报 16 红外与毫米波学报 16 复合材料学报 16 软件学报 16 电子学 (英) 20 计算机科学技术 21 中国激光 (英) 21 金属学报 :A 辑
图 2 钼对临来自百度文库变形速率的影响
图 3 稀土对临界变形速率的影响
图 4 焊缝金属组织扫描电镜照片 图 5 稀土加入量对焊缝中夹杂物成分的影响
第 22 卷 第 6 期 王勇等 :奥氏体不锈钢焊缝热裂敏感性研究
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3 试验结果分析与讨论
焊接热裂纹 (包括结晶裂纹和亚固相裂纹) 的产
选用超低碳焊芯 ,通过改变焊条药皮中钼粉加 入量制成不同的焊条 ,由此得到含钼量不同的熔敷 金 属 。试验中熔敷金属的钼含量分别为0 . 1 2 % , 0. 34 % ,0. 63 % ,1. 02 % ,2. 0 %和 2. 61 % ,临界变形 速率 vc 的测定结果如图 2 所示 。 2. 3 稀土对临界变形速率的影响
摘要 应用变形速率连续可变式热裂纹试验方法 (VDR 法) 研究了碳 、钼和稀土元素对奥氏体不锈钢焊缝热裂 敏感性的影响 。试验结果表明 ,降低奥氏体不锈钢熔敷金属中的碳含量并加入适量的钼可显著提高焊缝的抗热裂 性能 。稀土元素对焊缝的抗热裂性也有显著影响 ,加入适量稀土能减少焊缝中夹杂物的数量和大小 ,改变其成分 及分布 ,提高抗裂性 。但是如果加入过量 ,焊缝中会形成大量稀土夹杂物 ,降低奥氏体不锈钢焊缝的抗裂性 。
参 考 文 献
1 Ogawa T , Tsunetomi E. Hot Cracking Susceptibility of
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石油大学学报 (自然科学版) 1998 年 12 月
Austenitic Stainless Steels. Welding Research Supplement , 1982 (3) : 82～93 2 Fukuhisa Matsuda , et al. Weld Cracking in Duplex Stain2 less Steel. Transactions of J WRI , 1989 ,18(1) : 47～54 3 Lippol J C , Savage W F. Solidification of Austenitic Stain2
1. 2 试验方法及评定指标 采用 HRL 1 型热裂纹试验机测定焊缝金属的
热裂纹敏感性 。VDR 热裂纹试验装置见图 1. 两块 试板组成“T”型接头并安装于试验机上 ,用螺栓固 定 。试验时 ,水平板以预定的角速度 ω绕“oz ”轴转 动 ,并同时引弧沿向“o”方向施焊 。
1 试验材料及方法
CST 为主要目的 。
图 6 热裂纹的产生条件
试验结果表明 ,焊条熔敷金属中的含碳量从 0. 026 %增加到 0. 08 %时 ,焊缝金属的临界应变率 vc 从 0. 222 mm/ s 降到 0. 165 mm/ s ,抗裂性能也显 著下降 。主要原因是焊缝的碳含量显著增加 ,一方 面增大了焊缝的固液结晶区间 ,使脆性温度区间 TB 增宽 ;另一方面 ,碳含量增加促进硫和磷等有害杂质 元素的偏析 ,利于液态薄膜的形成 ,使焊缝凝固时的 最小塑性 Pmin降低 。 TB 增大及 Pmin的减小使得 vc 降低 。故为了提高焊缝的抗裂性 ,应选用超低碳焊 芯制造焊条 ,大幅度降低焊缝的含碳量 。值得注意 , 碳对成分不同的奥氏体不锈钢焊缝的热裂纹敏感性 的影响有很大区别[1 ] 。
奥氏体不锈钢熔敷金属中的钼含量对热裂纹敏 感性的影响也很大 。在所研究的范围内 , vc 随钼量 的增加有一个最佳值 ,高达 0. 392 mm/ s. 这是因为 钼是碳化物形成元素 ,很容易形成钼的碳化物 MoC ,其熔点很高 ,可达 2965 ℃,当熔池凝固时可作 为异质结晶核心 。加入适量的钼使焊缝金属组织细 化 ,减少晶界低熔点物质偏析 ,从而提高材料的高温 塑性 ,使临界变形速率 vc 值增大 。但是 ,当钼含量 超过最佳值且继续增大时 ,一方面 ,过量的钼会与硫
1998
年 第 第6期
22
卷
Journal
石油大学学报 (自然科学版) of t he University of Petroleum
,
China
Vol. 22 No. Dec. 1998
6
奥氏体不锈钢焊缝热裂敏感性研究 Ξ
王 勇 赵卫民 吴开源
(石油大学机械系 ,山东东营 257062)
2 试验结果
2. 1 碳对临界变形速率的影响 分别选用低碳和超低碳焊芯制成两种奥氏体不
锈钢焊条 ,焊条熔敷金属中的碳含量分别为 0. 08 % 和 0. 026 % ,其它合金元素相同 。测得变形速率 vc 分别为 0. 165 mm/ s 和 0. 222 mm/ s. 2. 2 钼对临界变形速率的影响
Ξ 收稿日期 :1997211224 Ξ 本文为中国石油天然气总公司项目“用综合冶金治理代替石油管道焊后内补口焊接新技术研究”的部分成果 。
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石油大学学报 (自然科学版) 1998 年 12 月
min ,焊接电流 I 为 150 A ,焊接电压 U 为 34 V ,焊 接速度 v 为 2 mm/ s. 每种焊条做三对试板 ,临界变 形速率 vc 取其平均值 。
物理冶金材料科学 23 强激光与粒子束 24 推进技术 25 自动化学报 26 光电子激光 27 光学技术 27 金属热处理 29 压电与声光 29 激光技术 31 真空科学与技术学报
图 1 热裂纹试验装置
根据任意时间内裂纹尖端到旋转中心的距离
R ,可以算出此裂纹尖端处的变形速率 v ( mm/ s) : v = Rω. 焊接过程中 , 随着 R 的减小 , v 也减小 。当 R 小到某值时 ,由变形速率产生的应变小于焊缝金 属的塑性 ,裂纹就会停止扩展 ,试验机自动停止 。此 时的 R 值称为临界半径 RL , 对应的变形速率为临 界变形速率 vc , vc = RLω. 该临界速率 vc 可作为评 定焊接热裂纹敏感性的一个直观指标 。其值越高 , 焊缝金属抗热裂性能越好 。VDR 法试验的规范参 数 :定位载荷为 1500 N ,角速度 ω 为 0. 00178 rad/
4 结 论
(1) 降低奥氏体不锈钢熔敷金属中的含碳量 ,可 以大大提高其抗热裂性能 。
(2) 钼在一定含量范围内能显著降低焊缝的热 裂纹敏感性 。
(3) 稀土对奥氏体不锈钢焊缝热裂敏感性有很 大影响 ,加入适量稀土可以减少焊缝中夹杂物的数 量 、大小 ,改变其成分及分布 ,能显著提高焊缝的抗 热裂性 。但是加入过量稀土会形成大量稀土夹杂 物 ,使焊缝抗热裂性能降低 。
生主要决定于脆性温度区 TB 的大小和在 TB 内所
具有的最小塑性
Pmin
与应变增长率
5 5
e T
的对应关
系
(见图 6) 。从图 6 中可以看到脆性温度区 TB 与临
界变形速率 (CST) 间的关系 。显然 ,当焊缝结晶时 ,
线 2 即为临界变形速率 。CST 是评定焊接时抗结
晶裂纹能力的一个重要指标 ,VDR 试验正是以测定
反应形成低熔点物质 (Mo2 S3 和 MoS2) ,与磷形成复 杂的共析物 ,其碳化物也不再是单纯的点状物 ,而是 以多种形式存在 ,使得焊缝高温塑性下降 ,焊缝热裂 敏感性上升 ; 另一方面 ,钼是焊缝金属中的强化元 素 ,含量太多会使焊缝韧性下降 ,强度显著增加 ,焊 接接头受力状态复杂 ,也会降低 vc 值 。另外 ,焊条 力学性能的要求 ,限制了钼含量的增加 。
less Steel Weldments. Welding Research Supplement , 1979
(11) : 362～374 4 杨世杰 ,孟庆森等. 奥氏体不锈钢熔敷金属结晶裂纹断口
形貌及抗裂性能. 焊接学报 , 1995 , 16 (2) :62～66 5 张文钺. 焊接物理冶金. 天津 : 天津大学出版社 ,1991.
试验结果表明 ,加入适量的稀土能显著提高焊 缝的抗热裂性能 。但是 ,加入量太多则适得其反 ,见 图 3. 用扫描电镜观察焊缝组织可发现 ,未加稀土时 焊缝金属中存在大小不均的圆形夹杂物 , 见图 4 (a) . 通过能谱成分分析发现夹杂物主要含有锰 、氧 、 硫和硅等元素 ,见图 5 (a) . 当加入适量稀土时 ,夹杂 物含量减少 ,形状呈小球状且均匀分布 ,见图 4 ( b) . 其成分也发生变化 ,主要成分为 Fe ,Si 和 Cr ;当稀土 加入较多时 ,焊缝中夹杂物数量显著增加 ,形状呈球 状 ,见图 4 (c) ,夹杂物主要成分仍为 Fe ,Si 和 Cr. 从 试验结果看到 ,稀土加入量对焊缝中夹杂物的数量 、 大小 、成分及分布都有重要影响 。稀土加入后 ,由于 稀土与氧 、硫的亲合力大 ,首先生成稀土硫氧化物 , 焊缝 中 氧 、硫 活 度 降 低 , 使 得 在 凝 固 过 程 中 生 成 MnS 的数量减少 ,随着焊缝中稀土的增加 ,稀土夹 杂物将完全取代 MnS. 能谱分析结果证明加入稀土 后夹杂物中锰 ,硫和氧含量减少 。低熔点 MnS 量的 减少会大大增加焊缝的抗热裂性能 。但是加入过量 的稀土会形成大量稀土夹杂物 ,见图 4 (c) ,而且稀 土夹杂数量随着稀土加入量的增加而增多 ,并在局 部地区产生聚集 ,使焊缝金属的高温塑性降低 ,抗热 裂性能降低 。