Page 18 - 理化检验-物理分册2023年第一期

邓向阳, 等: 胀断连杆用中碳非调质 KNF33MAM 钢的成分与组织

分数为 21.85% ) -MnO ( 质量分数为 16.78% )。将 降温过程中, 夹杂物的化学成分发生了变化。因此,

成分归一化, 绘于 Al 2O 3 -SiO 2 -CaO 及 MnO-SiO 2 - 钢中存在的氧化物可细分为3类: ① MnO 含量低
CaO 三元相图中, 结果如图 4 所示, 用气泡的大小 的 SiO 2 -CaO-Al 2O 3 夹杂, 处于相图低熔点区域, 轧

表示 MnO 的含量, 图中红线为 1500 ℃ 时的液相 后呈长 条 形 貌; ② Al 2O 3 含 量 低 或 无 Al 2O 3 的

含量与 MnO 含量呈现相反趋势, 且 类
区, 可见 Al 2O 3 SiO 2 -MnO 类夹杂; ③ 尺寸约为 1 μ m 的 SiO 2
MnO 含量低的氧化物多处于低熔点区域。说明在 夹杂。
表2 KNF33MAM 钢和国内同类材料组织中夹杂物的评级结果 级
试样 A 类 B类 C类 D类
材料类型 DS类
编号 粗系 细系 粗系 细系 粗系 细系 粗系 细系
#
1 0 3.5 0 0 0 0 0 0.5 0
KNF33MAM 钢
2 # 0.5 3.0 0 0 0 0 0 0.5 0
#
3 1.0 3.5 0 0.5 0 0 0 1.0 1.0
国内同类材料
4 # 1.0 4.0 0 1.0 0 0 0 0.5 1.0

图4 KNF33MAM 钢中单独存在的氧化物成分分布情况
1.4.2 硫化物 观形貌如图5所示, 可见硫化物分布比较均匀, 且长
KNF33MAM 钢纵截面1 / 2半径处硫化物的微 度与宽度之比较小, 呈现短杆状。

图5 KNF33MAM 钢纵截面1 / 2半径处硫化物的微观形貌
除单独存在的硫化物外, 部分硫化物与氧化物 为进行计算, 计算温度区间为1000~1500℃ , 凝固

复合存在, 复合硫化物的典型微观形貌如图6所示, 温度区间在1420~1490 ℃ 。复合硫化物化学成
其中浅色区域为 MnS 。复合硫化物按形貌可分为 分随温度的变化情况如图7所示, 可见凝固前钢液
中夹杂物为液态 SiO 2 -Al 2O 3 -CaO-MnO 系, 与单独
两类: 第一类为析出形态, 氧化物多为 Ca-Si-Al-O
系, Mn元素含量较低, 与单独存在的长条状氧化物 存在的氧化物成分相近, 随着温度降低, 液态夹杂物
转变为钙铝硅酸盐, 其中的 Mn原子与残留的 S原
成分相近[ 见图6a ) ~6d )], 可能是降温过程中 MnS
从液态氧化物中析出所得; 第二类硫化物中包裹着 子结合生成 MnS , 从而形成第一类复合硫化物; 第

明显的氧化物核心, 大部分核心尺寸小于1 μ m [ 见 二类复合硫化物, 以钢中存在的 SiO 2 -MnO 系夹杂
图6e ) ~6h )]。 物为核心, 随着温度降低, 该类夹杂物向 SiO 2 方向
利用 FACTSAGE 软件对复合硫化物的生成行 转变。
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