显微组织和非金属夹杂物对洁净钢可切削性的影响
夹杂物对易切削钢性能的影响机理研究
关键词 ： 易切 削钢 ； 杂质 ； 纳米级 ； 机械 性 能 中 图分 类 号 ： ＴＧ１ ４ ２ ． ７ １ 文献标 志码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ６ － ４ ３ ０ ３ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ — ０ ４ １ ２ — ０ ４
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｓ ｉ ｆ ｆ ｒ ｅ ｅ － ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎｇ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ
ｓ ｈ ｏ ｗｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｍｅ ｎ ｌ Ｉ ｈ ａ ｓ ａ ｎ ｕ ｎ ｉ ｆ ｏ ｒ ｍ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｈ ａ ｔ ｈ ａ ｓ ａ ｐ ｐ ｒ ｏ ｐ ｒ ｉ ａ ｔ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ａ ｎ ｄ
但 限 于分析 仪器 性能 的局 限性 未见对 纳米 级 夹杂 物
ｇ ｏ ｏ ｄ ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ． Ｔｈ ｅ ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ｏ ｆ ｍｏ ｓ ｔ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｍｅ ｎⅡ ｉ ｓ ｓ ｐ ｈ ｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｏ ｒ ｓ ｐ ｉ ｎ ｄ ｌ ｅ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ
易切 削钢 是一 种 切 削性 能优 越 的合 金 钢 ， 通 过 在钢 中加入 一 定量 的一 种或 多种 的磷 、 硫、 铅 等 易切
削元 素 制 成口 ］ ． 易 切 削钢 中 的易切 削 元 素 及相 应 的 夹杂 物在 切削 加工 时可 以在 刀具 和材料 问 起到 润滑
易 切削 钢 中夹杂 物 的成 分 和组 织 结 构 有 文献 报 道 ，
第４ ３卷 第 ４期
显微组织对金属材料力学性能影响的研究
显微组织对金属材料力学性能影响的研究金属材料是我们日常生活中广泛使用的材料之一，其力学性能的研究对于材料的应用和改进至关重要。
在金属材料的研究中，显微组织是一个非常重要的因素，它对金属材料的力学性能有着直接影响。
1. 显微组织对金属材料硬度的影响硬度是材料的重要力学性能之一，它反映了材料抗压、抗划伤和耐磨损的能力。
显微组织通过晶格结构和晶界分布的形成，对材料的硬度产生直接影响。
一方面，晶粒尺寸是影响金属材料硬度的重要因素之一。
晶粒尺寸越小，其晶体内的晶界面积越大，晶界能对位错的运动产生阻碍，从而增加了材料的硬度。
因此，通过控制材料的热处理或机械加工过程，可以使晶粒尺寸减小，从而提高金属材料的硬度。
另一方面，不同的晶体结构也会对材料的硬度产生影响。
例如，正交晶系的金属材料由于存在较为规则的晶胞结构，其原子排列更加紧密，因此具有较高的硬度。
而体心立方和面心立方结构的金属材料由于晶胞结构的特殊性，会降低其硬度。
通过改变材料的晶体结构，可以调控金属材料的硬度。
2. 显微组织对金属材料韧性的影响韧性是另一个关键的金属材料力学性能指标，它反映了材料在受到外界冲击或加载时的抗拉伸和抗断裂能力。
显微组织可以通过晶界、孔隙和夹杂物等组成部分对金属材料的韧性产生影响。
首先，显微组织中晶界的存在对金属材料的韧性有一定影响。
晶界可以视为晶体之间的边界，其中原子的排列比较无序，容易形成位错、波动和滑移。
晶界能够吸收因外界应力而产生的位错，从而增加材料的塑性变形能力和抗断裂能力，提高材料的韧性。
因此，晶界的存在对金属材料的韧性起到了积极的作用。
此外，显微组织中的孔隙和夹杂物也会对材料的韧性产生影响。
这些缺陷在金属材料中起到了应力集中的作用，使其在受力时容易发生断裂。
控制显微组织中缺陷的分布和形态，可以降低金属材料中的孔隙和夹杂物含量，从而提高材料的韧性。
3. 显微组织对金属材料的强度影响强度是指材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。
非金属夹杂物在钢铁材料中的控制与影响
非金属夹杂物在钢铁材料中的控制与影响一、引言钢铁是工业和建筑行业的基本材料，因其具有高强度、高韧性、耐腐蚀性和可再生性等优良性能而被广泛应用。
然而，在钢铁制造过程中，夹杂物作为一种不可避免的缺陷，会影响到钢铁的性能和使用寿命，特别是非金属夹杂物。
因此，在钢铁制造过程中，控制和减少非金属夹杂物的含量是一项极为重要的任务。
二、非金属夹杂物及其对钢铁的影响非金属夹杂物是指在钢铁中存在的各种非金属物质，包括氧化物、硫化物、氮化物、碳化物、磷酸盐等。
它们以不同形式存在于钢铁中，如块状、顶状、细球状等，可以对钢铁的性能产生多种影响。
1.机械性能的影响非金属夹杂物对钢铁的机械性能影响的主要表现是降低钢铁的韧性和强度。
当非金属夹杂物的大小和数量达到一定程度时，会对钢铁的塑性和韧性产生显著的负面影响。
2.腐蚀性能的影响非金属夹杂物也会降低钢铁的耐蚀性。
夹杂物与钢铁材料的组成不相同，容易引起钢铁中的局部电位偏移，形成小电池，进而引起钢铁表面的腐蚀和锈蚀。
3.物理性能的影响非金属夹杂物还会对钢铁的物理性能产生影响。
如氧化物夹杂物会降低钢铁的热传导性能和热稳定性能；硫化物夹杂物会导致钢铁的硬化和裂纹等。
三、非金属夹杂物的来源非金属夹杂物主要来源于以下几个方面：1.原材料钢铁制造的原材料中可能会含有各种非金属夹杂物，如氧化物、硫化物、氮化物、碳化物等。
2.生产工艺生产工艺中的加热、冷却、搅拌等过程中容易产生氧化物、硫化物、氮化物等夹杂物。
3.包覆材料包覆材料中的灰尘、毛发、砂石等也可能成为非金属夹杂物的来源。
四、非金属夹杂物的控制钢铁制造中，控制和减少非金属夹杂物的含量是一项极为重要的任务。
下面介绍几种常用的非金属夹杂物控制方法：1.优化原材料正确选择和处理原材料能够有效地控制夹杂物的含量。
如选用低氧含量的铁粉、石墨、硅铁等原材料，可降低氧化物含量。
2.改进制造工艺改进制造工艺是控制夹杂物的重要措施之一。
如优化加热和冷却过程，可减少氧化物、氮化物即其他夹杂物的产生。
浅析钢材的内部缺陷及其对热处理工艺和性能的影响
浅析钢材的内部缺陷及其对热处理工艺和性能的影响
钢材的内部缺陷主要包括夹杂物、孔隙和异质相等。
夹杂物是指非金属包围的金属颗粒，如氧化物、硫化物和金属硅等。
孔隙是在钢材内部形成的空隙或气泡，其直径可以从
纳米级到毫米级不等。
异质相是由于合金元素的不均匀分布所形成的区域，这些区域具有
不同的组织结构和成分。
这些内部缺陷对钢材的性能和热处理工艺都有一定的影响。
夹杂物和孔隙会导致钢材
的力学性能下降。
夹杂物和孔隙的存在会导致局部应力集中，从而降低钢材的强度和韧性。
在外部应力的作用下，夹杂物和孔隙很容易导致钢材的断裂。
内部缺陷对钢材的热处理工艺产生影响。
在热处理过程中，夹杂物和孔隙会影响钢材
的加热和冷却速率，从而影响钢材的显微组织和力学性能。
夹杂物和孔隙的存在会导致热
处理过程中局部温度的不均匀分布，从而造成显微组织非均匀性和组织偏析。
为了降低内部缺陷对钢材的影响，可以通过改变钢材的生产工艺和热处理工艺来优化
钢材的性能。
在生产过程中，可以通过控制原料质量、改进冶炼工艺和优化浇注工艺等方
式来减少夹杂物和孔隙的生成。
在热处理过程中，可以通过合理的加热和冷却控制来减少
夹杂物和孔隙的形成，并优化显微组织和力学性能。
钢材的内部缺陷对热处理工艺和性能产生重要影响。
了解和解决钢材的内部缺陷是提
高钢材质量和性能的关键。
通过优化生产和热处理工艺，可以减少内部缺陷的形成，提高
钢材的机械性能、耐蚀性能和使用寿命。
夹杂物对钢材性能与生产顺行的影响
夹杂物对钢材性能与生产顺行的影响夹杂物是指在钢材中存在的一些异物，如氧化皮、氧化物、硫化物、夹杂气泡等。
这些夹杂物的存在会对钢材的性能和生产顺行产生一定的影响。
首先，夹杂物会对钢材的力学性能产生直接影响。
夹杂物的存在会降低钢材的强度和韧性，使其易于断裂。
夹杂物会导致钢材中的应力集中，从而加剧断裂的可能性。
此外，夹杂物还会影响钢材的延展性和可塑性，降低其变形能力和工艺性能。
这些力学性能的下降将直接影响钢材在使用过程中的可靠性和安全性。
其次，夹杂物会对钢材的腐蚀性能产生影响。
夹杂物的存在会破坏钢材表面的连续性，使钢材易于发生腐蚀。
特别是一些有害的夹杂物，如硫化物和氧化物，会加速钢材的腐蚀速度，缩短其使用寿命。
由于腐蚀会使钢材的断裂和损坏，因此夹杂物的存在对钢材的使用性能和耐久性有着重要的影响。
此外，夹杂物还对钢材的加工性能产生影响。
夹杂物会影响钢材的切削性能和焊接性能。
在切削过程中，夹杂物会导致切削刀具磨损加剧和加工表面粗糙度增加。
在焊接过程中，夹杂物容易成为焊接缺陷的起始点，导致焊接接头的质量下降。
因此，夹杂物的存在会影响钢材的加工效率和产品质量。
此外，夹杂物还会对钢材的热处理和热加工过程产生影响。
夹杂物的存在会干扰钢材的晶粒长大和相变行为，从而降低热处理的效果。
在热加工过程中，夹杂物会导致钢材易于开裂，影响产品的成形性和综合性能。
为了降低夹杂物对钢材性能和生产顺行的影响，可以采取以下措施：1.优化原料选择和质量控制，尽量避免夹杂物的产生。
2.加强钢材的清洁工艺，清除钢材表面的夹杂物。
3.通过合理的热处理工艺，尽可能使夹杂物迁移到钢材的边缘，减少对钢材性能的影响。
4.加强钢材的保护措施，减少钢材在储存和运输过程中的受污染风险。
5.加强钢材的检测技术，及时发现和排除含有夹杂物的钢材。
总之，夹杂物对钢材的性能和生产顺行有着重要的影响。
了解和控制夹杂物的存在对于提高钢材的性能和质量，确保钢材的安全可靠使用具有重要的意义。
钢中非金属夹杂对质量的影响及控制措施解析
- 强化内生类夹杂物去除效果； - 严格“杜绝”二次氧化； - 对夹杂物成分、尺寸、分布、性能的控制。
2. 开发新工艺，降低成本，提高对夹杂物控制效率：
- 缩短或取消LF精炼； - 强化LF、VD、RH精炼； - 针对不同类型钢材，对夹杂物实行“重点控制”。
发生交互反应是一种普遍现象； ⑵脱氧的钢液与卷入的炉渣 (包括保护渣)或耐火材料接触时，
总会或多或少地起反应，因此仍保持原来的内生或外来夹杂 物的成分和结构是不多见的;
★
1.4 按夹杂物尺寸分类
1) 亚显微夹杂，粒径＜lμm。在纯净钢中亚显微夹杂包括氮 化物、硫化物和氧化物，总数约为1011个/cm3，其中氧化物 夹杂个数约占108/cm3。一般认为这种微小氧化物对钢质(除 硅钢片外)多半无害，对它在钢中的作用，目前研究得不够。
夹杂物对钢板冲击的影响
当夹杂物颗粒比较大（＞5０μｍ），特别是夹 杂物含量较多、尺寸较大时，明显降低钢的冲击。 且冲击功曾几何状下降，尤其冲击断口出现夹渣时， 冲击值几乎为个位数。主要原因是夹杂物阻碍了冲 击的扩展功能量的释放。
夹杂物对钢板厚拉（Z向）的影响
当厚拉断口出现夹杂物含量较多、尺寸较大时， 明显降低钢的Z向性能，性能几乎为个位数。尤其 是硫化物夹杂和氧化铝夹杂，破坏钢板基体组织的 连续性，厚度方向被该类别夹杂物穿晶破坏。
1.5 按化学成分分类
A类夹杂：硫化物 FeS、MnS B类夹杂: 氧化铝、氧化铁 Al2O3+FeO C类夹杂：硅酸盐、氮化物 2MnO.SiO2 TiN、BN、NbN等 D类夹杂：球状氧化物类 小型氧化物 FeO、MnO、TiO2等 Ds类夹杂：单个大型球状氧化物类
钢中非金属夹杂物及其危害
专题钢中非金属夹杂物及其危害姓名（西安建筑科技大学，陕西西安，710055）摘要:对钢中非金属夹杂物按来源和化学成分进行分类，讨论它产生的原因及其对钢的危害和钢性能的影响，最后简述降低钢中非金属夹杂物的措施。
关键词: 钢；非金属夹杂物；分类；危害Non-metallic Inclusions in Steel and its Hazards.English name(Xi'an University of Architecture and Technology, Xi'anShanxi , 710055)Abstract: The non-metallic inclusions in steel is classified by source and the chemical composition is presented in this paper. The course of its production ,the hazards of it to steel and its effect to the quality of the steel are described in this paper.At last,the measure of reducing the non-metallic inclusions in steel is evaluated.Key words: steel; non-metallic inclusions; classification; hazards0 前言钢中非金属夹杂物是指钢中不具有金属性质的氧化物、硫化物、硅酸盐和氮化物。
它们是钢在冶炼过程中由于脱氧剂的加入形成氧化物、硅酸盐和钢在凝固过程中由于某些元素(如硫、氮) 溶解度下降而形成的硫化物、氮化物, 这些夹杂物来不及排出而留在钢中。
外来夹杂物是炉渣或耐火材料或其它夹杂在钢液凝固过程中未及时浮出而残留于钢中。
非金属夹杂物
非金属夹杂物01非金属夹杂物对钢力学性能的影响//非金属夹杂物是指存在于钢中的金属或非金属化合物。
在钢铁材料中一般都含有非金属夹杂物，这些夹杂物的种类和形状是多种多样的，对钢材的影响程度也不一样。
一般来说，非金属夹杂物的存在对钢具有以下影响：（1）破坏金属基体的连续性，在热处理时易引起淬火裂纹；（2）当金属承受载荷特别是动载荷时，易造成应力集中，使钢的力学性能特别是疲劳强度降低，甚至导致机械零件在使用过程中断裂失效；（3）非金属夹杂物的存在还使钢的耐蚀性降低，并使机械加工后的表面粗糙度增加；（4）较严重的非金属夹杂物在钢经热加工后呈带状分布，从而造成力学性能的方向性；（5）夹杂物的存在还会使冲压件的性能变化，易在夹杂物集中处开裂。
所以，钢中的非金属夹杂物应该被看做是一种组织缺陷。
当然，正常的夹杂物含量对钢材的使用一般不会有什么影响，有些钢材或零配件反而希望多含一些夹杂物，如含硫易切削钢，大量硫化物的存在不仅改善了切削性能，还适用于自动车加工的大批量生产。
02非金属夹杂物的分类//钢中非金属夹杂物的来源通常可以分为两类：一类是外来的非金属夹杂物，即在冶炼、浇注过程中的炉渣及耐火材料剥落后进入钢液中形成的；另一类是内在的非金属夹杂物，即在冶炼及浇注过程中物理化学反应的生成物，如氧化物、硅酸盐、硫化物等。
非金属夹杂物可按化学成分划分，也可按可塑性划分。
01按夹杂物的化学成分分类//图1a明视场观察呈灰色图1b正交偏光观察图1c暗场观察图1复杂氧化物及硅酸盐玻璃体1）氧化物简单氧化物，即FeO、MnO、Cr2O3、Al2O3、SiO2、ZrO2、TiO2等，一般在钢中呈颗粒状或球状分布。
复杂氧化物包括尖晶石类氧化物和各种钙的硅酸盐，这些复杂氧化物的熔点高于钢的冶炼温度，并有一个相当宽的成分变化范围，在钢液中呈固态存在，是多相夹杂物，如图1中的箭头2所示。
2）硅酸盐及硅酸盐玻璃这类夹杂物的化学式可用lFeO·mMnO·nAl2O3·pSiO2表示，成分较为复杂，通常呈多相状态。
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22钢铁译文集2018年第1期显微组织和非金属夹杂物对洁净钢可切削性的影响The Influence of Microstructure and Non-MetallicInclusions on the Machinability of Clean SteelsNiclas Anmark等(瑞典皇家理工学院）摘要本研究的重点是在钢的半精加工期间，通过使用硬貭合金切削刀具来评估各种渗碳钢种的可切削性。
评定了参照钢R(0. 028%S、0. 0009% 0)、洁净钢C(0. 003%S、0. 0005%O)和超洁净钢UC(0. 002%S、0. 0004%O)的成分、显微组织以及夹杂物特性对软态切削中刀具磨损的影响。
切削加工参照钢R时，切削刀具寿命提高10%〜25%左右。
该钢种之所以具有良好的切削加工性能，是因为比洁净钢中的非金属夹杂物含量更高、晶粒尺寸更大，且显微硬度更低。
关键词渗碳钢晶粒尺寸非金属夹杂物可切削性1前言钢的洁净度等级可根据钢中有害元素的 含量来确定，即〇、S、N、C、P和H的含量。
Holappa等报道称，自20世纪70年代起，因炼钢技术的进步，已成功开发出了新的洁净 钢种，该钢种的杂质含量低于lOppm，并具 有极佳的机械强度和耐腐蚀性。
推动技术进 步的驱动力部分来自于汽车行业，部分来自 于石油和天然气行业。
这些行业特别需要那 种可以耐高机械载荷或恶劣及腐蚀性环境的 钢种。
与超洁净钢优良的机械性能和/或耐 腐蚀性相比，通常认为这些钢种难以切削，从 而导致切削刀具寿命的缩短。
因此，未来钢 铁工艺面临的挑战就是生产出同时具有优良 的机械强度与可切削性的高性能钢种。
可切削性本身就是一个用于说明工件的 整个机械加工性能的宽泛而复杂的概念。
可 切削性指数是若干参数，如功耗、加工工件的 表面粗糙度、切屑形成能力、切削刀具磨损以 及环境影响的综合量度。
[4]因此，可切削性指数取决于工件材料、切削刀具以及切削加工 工艺的特性。
汽车制造中普遍使用约〇.2%C的渗碳 钢。
此类钢种易于加工（软态，约150〜200HB)，且高机械强度和高耐磨性完美结合 (硬态，58〜63HRC)。
此外，可通过热处理，如退火、时效、淬火和回火，改变这些钢种的 特性。
球化处理是一种软化退火工艺，发生于 950K左右的髙温下，期间，硬且脆的珠光体 结构中的片状渗碳体（Fe3C)分裂成更小的 球形碎片。
球化处理的目的是提高工件可成 形性，并降低它的硬度。
因此,热处理操作可 提髙软态下渗碳钢种的可切削性。
渗碳处理 可形成1〜1. 5m m厚的硬质外层，硬质外层 的硬度可以达到60±2H R C,该硬度值对接 触疲劳有较高的要求，以满足工业应用，如传 输元件。
与洁净钢和超洁净钢（C和H C，0. 001 〜0. 004%S)的可切削性相比较，切削标准2018年第1期钢铁译文集23渗碳钢种(R，〇.〇41%S)时，刀具寿命比洁净 钢的高30%左右。
不过，标准和超洁净渗碳 钢种可切削性等级之间并无明确关联，而且 也未明确适合于软加工操作的非金属夹杂物 含量。
因此，本研究的目的就是明确软态车 削中，钢的洁净度、夹杂物特性和球化渗碳钢 显微组织对刀具磨损的影响。
2试验2.1工件材料本研究采用的是Ovako H o fo rs公司提 供的三种渗碳钢。
研究用钢的成分、对应的IS O编码和牌号列于表1。
参照钢种R是汽 车用途（如变速箱传动部件）的普通渗碳钢 (280ppmS，9ppm O)。
C 和 UC 钢种分别对 应于洁净钢（30ppmS，5ppmO)和高性能超洁 净钢（20ppmS，4ppm O)。
C和U C钢种被设 计用于需要高疲劳强度的齿轮和轴承，而R 钢种则更易于切削加工，因为它含有更多的 M nS夹杂物。
而且热加工期间M nS夹杂物 会沿轧向变形伸长，成为钢基体中的应力集 中源。
因此,M nS夹杂物降低参照钢的横向 疲劳强度。
这些取自各钢种的90m m直径、500m m长的试验棒于945K下进行软化退 火(球化)15h。
wt%表1材料分析与切削试验用渗碳钢的化学成分钢种ISO C Si Mn Cr Ni Mo S〇Ca R20NiCrMo2-20.210. 240. 880. 560. 500.210. 0280. 00090. 0002 C20NiCrMo70. 200. 240. 600. 53 1.690. 240. 0030. 00050. 0002 UC*)16NiCr6-4F0. 170. 320. 78 1.13 1. 350. 090. 0020. 00040. 0010a)Ca处理至 10ppm。
2.2钢的特性在钢棒半径一半位置处切取试样，用于 进行研究用钢种的显微组织分析。
横截面沿 平行于钢棒纵向的平面法线截取，且每件试 样均被研磨、抛光并浸蚀于2%硝酸溶液内。
此后，用光学显微镜（LO M)和配备N or-dlysM ax电子背散射（EBSD)摄像探测仪的 LEO SUPRA 35场发射枪（FEG)的扫描电 镜(SEM)以及A Z te c软件对显微组织进行 进一步的评价。
利用E BS D和反极映射图 (IPF)确定显微组织的晶粒尺寸和取向。
在 反极图中，根据在球面三角形中的位置指示 晶面并着色。
除此之外，采用的超高压达5k V，孔径为 60jLtm，步幅为 0.5jLtm(1000X)、0.05M m(10000X)，采用4X4像素合并模 式。
另外，在轧制棒材切取件的横截面上，通 过标准化测量(维氏硬度测量法)获得钢棒的 硬度分布曲线。
采用下列由国际焊接学会（IIW)推荐的 公式估算碳当量(CE):CE=%C+(^)+(^±^±^)6 5+(%N i+%C U) ⑴丄5式中，％C、％M n、％C r、％M o、％V、％N i、和％(：11分别代表钢种的C、M n、C r、M〇、V、N i和C u含量（重量百分比）。
在使用C以外的合金化元素时，碳当量是一个常用于预 测钢种物理性能，如硬化性和焊接性的参数。
目的就是将这些合金化元素的含量转化为碳 当量。
在软化退火钢样的电解提取（EE)与过 滤后，对非金属夹杂物进行三维（3D)分析。
在钢棒半径1/2处，纵向切取钢样（15m m X 10m m X4mm)。
用10%A A电解液和40〜60m A的电流进行电解提取。
然后，提取的 非金属夹杂物被收集到开孔尺寸为〇. 4M m24钢铁译文集2018年第1期的聚碳酸酯过滤器表面上。
再用配备了能散 X 射线光谱仪（EDS )的S E M 分析过滤器表 面上的夹杂物。
另外，ED S 还可将渗碳体颗 粒与氧、硫和硫氧化物夹杂区别开来。
因此， 在夹杂物分析中忽略渗碳体颗粒。
钢种R 、 C 和U C 分析出来的颗粒总量分别为207、 119和70。
观察到的夹杂物的特性用长度 (1)、宽度(界)、形状(长宽比八尺=17\\0、计 算的等效直径(d £q )、钢的每单位体积夹杂物 数量（N V )和夹杂物体积分数（fV )加以量 化。
deq 值用下式计算：j _L m a x 1 "W m a xe q 2(2)N =n •—---—n A o b s Wd is(3)式中，L max和分别是被分析夹杂物 的最大长度和最大宽度。
参数n 是所选尺寸 范围内观察到的夹杂物数量，A f是过滤后带 有夹杂物的薄膜滤片的面积，八^是总观察 面积。
pm 对应于试样金属基体的密度（〜0. 0078g • mm _3)，Wdi S 则是提取过程中钢的 溶解重量。
2.3可切削性的评定钢棒的可切削性试验使用SandvikGC 4325 商用硬质合金切削刀具。
切削刀具经精确成 形，带有80°的刀尖角，刀尖半径为0. 8mm (CNMG 120408PM )，如图 1 所示。
在车削作业过程中，使用W alterC 3-PCLNL -22040-12车刀架和含有5%乳液的 Castrol Syntilo 9913 冷却液（以 2. 4L . min _1的流速注人)开展刀具寿命试验。
切削加工试 验所用主要参数列于表2。
图1 GC 4325硬质合金切削刀具与相应磨损形势图（SEM -BSE ,LOM )表2切削性能试验的主要参数切削加工切削切削速度进刀速度切削深度试验操作 VcAm • min-_1) fn/(mm * rev-1)ap/(mm)刀具寿命端面车削300J60和4500.32〜3当切削刀具达到的最大后刀面磨损值(VBmax )>0. 3m m 或当刀具因边裂、豁口、 塑性变形或刀鼻磨损而受损时，试验终止。
利用光学显微镜以预定的时间间隔测量切削 刀具的最大后刀面磨损值。
另外，用配备了 背散射检测仪的JEOL JSM 7000 F F E OS E M 进行刀具磨损分析。
3结果与讨论3.1钢的显微组织与硬度对切削刀具寿命 的影响通过显微组织评定，发现钢种具有铁素 体——珠光体组织（包含沿铁素体晶界的球 状渗碳体），如图2所示。
除此之外，图3给 出了软化退火后研究用钢种内晶粒的典型 SEM -EBSD 图像。
研究用钢种的主要特性 列于表3。
图2研究用钢种（a )R 、（b )C 和（c )U C 内球状渗碳体的典型尺寸与形态。
2018年第1期钢铁译文集25图3研究用钢种（a):R;(b)C和（c)U C内铁素体相的IPFEBSD图表3研究用钢的显微组织特性钢C含量(wt%)显微组织C当量CE(wt%)平均晶粒尺寸DG(f jL m)1/2半径处的硬度HV0.5r(HV5)R0.21铁素体一一珠光体0.54110. 士0.3149士4 C0.20铁素体一一珠光体0.579.4士0.5165士6 UC0.17铁素体一一珠光体0.638.2士0.3171士1显然，尽管给定钢种内的C含量略有减 少，但钢棒的碳当量（CE)和平均硬度(H V m)却显著提高。
平均晶粒尺寸亦按照 钢种R到U C的顺序依次减小。
图4(a)示 出了 0£、11¥。
.51<和〇〇值之间的关系。
研究 用钢R、C和U C的特性由下式评定：K(P i)=(Pi)/(P R)(4)式中，K T i)是C或U C钢种的参数值 (Pi)与参照钢种R的参数值（P R)之比的相 对变化系数。
不同钢种的K(CE)与K(P i)之间的关系示于图4(b)。
图中的^^-。
参数对应于金属试样表面上观察到的每单位面积 的晶粒数量。
由图可见，当C E值从0.54w t%上升到 0. 63w t%(17%)，H V0.5R (15%)和 N a-g(97%)值上升，而D G值下降 (25%)。