王 鑫 李彬周 王军生 李金梦 张红梅

(1.辽宁科技大学材料与冶金学院，辽宁 鞍山 114051； 2.鞍钢集团北京研究院有限公司，北京 102209)

易切削钢自1920年研制成功以来，因具有优异的切削性能在仪表、精密仪器和汽车等行业得到了广泛应用[1]。易切削钢可用于生产需要控制表面光洁度和精度的零件，需求量巨大且逐年上升[2]。随着易切削钢的发展，易切削元素也从硫(S)和铅(Pb)逐渐增加到了十几种之多[3-4]。其中，硫系和铅系易切削钢曾占据了一段时间的市场，但它们会对人和环境产生很大的危害，铅有毒也是重金属，含铅钢铁与“绿色钢铁”相违背[5]。因此，急需开发新型的高质量环境友好型易切削钢[6]。我国铋(Bi)储量丰富，铋的熔点低且具有较高的柔软性，化学性质稳定，与铅有众多相似点，故铋有望替代铅，用于改善钢的切削加工性能[7]。含铋易切削钢对环境友好，潜在商业价值巨大，对提高钢材附加值、减少环境污染意义重大[8]。

美国和日本已开发出了无铅含铋易切削钢[9]。日本神户钢铁公司研发的无铅含铋易切削钢，Bi含量只有含铅钢Pb含量的一半，但其加工性和机械性却很优良，切屑处理性和冷锻性也优于含铅易切削钢。近年来，国内很多钢铁公司如杭州钢铁、宁波钢铁和首钢贵阳特钢等也相继着手研发无铅低硫含铋易切削钢[10-12]。

1 试验材料与方法

冲击试验试样示意如图1所示。5种不同成分含铋试验钢的主要化学成分如表1所示。所添加的易切削元素有铋、锡、锑、碲。……