苏金虎 梁晓宇 刘建生 安红萍

(太原科技大学 材料科学与工程学院，山西030024)

自20世纪70年代高温扩散成为大型锻件生产中的重要环节，即在高温状态下长时间地加热钢锭，减轻或消除钢锭中的粗晶组织，以提高大锻件产品的性能[1]。材料2.25Cr-1Mo-0.25V属高纯净镇静钢，冶炼工艺采用了电炉+钢包炉+真空浇注[2]，杂质含量少，故钢锭成型后晶粒特别粗大，这就需要后期工艺中对其进行晶粒细化。为此，我们进行了高温扩散对2.25Cr-1Mo-0.25V钢组织性能影响的分析研究，为制订工艺提供依据。

1 原始组织的观察

1.1 实验材料及取样方法

该材料用于大型机床设备的生产制造，其主要化学成分见表1。

钢锭解剖后取8块试样，规格为200 mm×200 mm×350 mm，在钢锭中部沿径向自中心向外依次切A、B、C、D号试样，同样在钢锭底部从内向外依次切E、F、G、H号试样。

表1 2.25Cr-1Mo-0.25V钢的化学成分 (质量分数，%)Table 1 Chemical composition of 2.25Cr-1Mo-0.25V steel(mass faction, %)

图1 取样方法Figure 1 Sampling method

图2 取样方法Figure 2 Sampling method

由于钢锭底部有沉积区，硅酸盐夹杂较多，反偏析较严重，不利于后期观察分析，故先在A、B、C、D号上取样。沿着轴面在A、B、C、D号试样上切高60 mm 、厚20 mm，长贯通A、B、C、D号试样，见图1。

将切下来的试样再切成小份，从钢锭中心到钢锭边缘编号依次为：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14，见图2。

1.2 观测结果

将试样依次研磨、抛光、腐蚀。先后试用了10多种腐蚀剂，效果均不理想，只有在极个别处暂时出现树枝状晶粒，见图3。其余试样以1、9、14号为代表，腐蚀效果见图4。

图3 树枝晶Figure 3 Branches crystal

用金相分析软件MIAPS-M可测得所有试样的晶粒大小，其规律见图5。

1.3 原因分析

观察上述试样照片及晶粒大小规律可发现：

(1)钢锭空洞疏松很严重，特别在心部最大空洞连续长度可达104 mm，在别处观测到带状分布针孔偏析。……