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由废钢引起的Sn、Sb、Cu等残余元素将会不断的积累富集,对钢性能的危害主要包括:造成低合金钢的回火脆性;恶化钢坯和钢材表面质量;增加钢的热脆倾向;降低连铸坯热塑性;在轴承钢中形成软点;在含氢气气氛中引起严重的应力腐蚀。因此,控制残余元素对钢性能的危害,开发高品质钢,已经成为新的研究热点。
很少有文献报道有关残余元素锡在钢中的非均质析出方面的研究工作,本文研究了Fe-Sn合金中Sn的析出规律,计算了钢中常见夹杂物与含锡相之间的错配度,最后将实验结果与计算的错配度结果进行比较和验证,得出的结论如下:
利用带有能谱仪的扫描电镜分析研究了Fe-10%Sn和Fe-2%Sn两种不同成分合金不同温度下锡的析出规律。结果表明:Fe-10%Sn合金1600℃淬火,含锡相在晶界、晶内均有析出;1120℃淬火,含锡相沿晶界析出:650℃淬火,出现明显的沿晶裂纹。Fe-2%Sn合金1600℃淬火,没有含锡相析出;而在1120℃和850℃淬火时,含锡相都沿晶界析出。
分别计算了MnS、MgO、MgS、CaS、CeS和FeS等夹杂物与FeSn化合物及单质Sn之间的错配度。结果表明:FeSn化合物与MgO和FeS的错配度值比较小,与其它的硫化物的错配度值都比较大,所以MgO和FeS是比较理想的Fe-Sn相形核物质。单质Sn与MgO、FeS、CaS和CeS的错配度值比较小,与MnS和MgS的错配度值略大,其中MgO和CeS是较理想的纯Sn相形核物质。
在型号为JSM-6480LV的SEM-EDS下分别观察MnS、MgO、MgS、CaS、CeS和FeS等夹杂物对锡的析出规律的影响。结果表明:(Fe、Mn)S可以作为锡析出的形核核心,使得含锡相在其周围富集,起到了非均质形核的目的,同时MgO夹杂也有一定的促进含锡相非均质形核作用,为改善残余元素锡对钢材的性能的危害提供了理论依据。实验结果与计算的错配度结果比较可知:本文得到的含锡相为FeSn化合物。