炼钢

作者：姚浩,张立峰,蒋鹏

单位：1.东北大学 冶金学院，辽宁 沈阳 110819；2.北方工业大学 机械与材料工程学院，北京 100144；3.燕山大学 材料科学与工程学院，河北 秦皇岛 066004

关键词：Zr处理,针状铁素体,原位观察,电子背散射衍射,

向海洋工程用钢中添加一定含量的Zr元素可促进特定非金属夹杂物的形成以诱导针状铁素体的形核，细化晶粒组织进而提高焊接热影响区在大线能量焊接条件下的冲击韧性。利用扫描电子显微镜、高温共聚焦显微镜和光学显微镜分别观察了不同含量的Zr元素处理条件下，不同样品夹杂物的转变及针状铁素体在夹杂物表面的形核现象、针状铁素体形核温度变化和冷却后各组织占比变化，并利用电子背散射衍射系统（EBSD）对各样品晶界角度分布情况进行统计。试验结果表明，随着Zr含量的增加，钢中主要夹杂物类型由Al2O3-TiOx-MnO-MnS转变为Al2O3-TiOx-ZrO2-MnS-(TiN)，当Zr质量分数增加至120×10-6时，钢中出现较多单一的ZrO2；原位观察发现，随着钢中Zr含量的增加，针状铁素体的开始转变温度由509 ℃降低至484 ℃，形核温度区间由57 ℃增加至71 ℃，针状铁素体的面积分数由26%增加至36%后开始呈现降低趋势；EBSD结果表明添加质量分数0.002%的Zr元素可获得更高比例的大角度晶界，说明一定含量Zr元素可促进含Zr复合非金属夹杂物的形成以诱导针状铁素体的形核并增加针状铁素体的形核温度区间。

来源：2026年第2期

《炼钢》期刊编辑部

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