王英虎

(1. 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司， 四川 成都 610000；2. 海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室， 辽宁 鞍山 114009;3. 北京科技大学 国家材料服役安全科学中心， 北京 100083)

易切削钢是指通过在钢中添加一定数量的一种或一种以上的S、P、Pb、Ca、Se、Te、Ti及Ce元素，以提高切削性能的合金钢[1]。根据添加元素分类不同，可以将易切削钢分为硫系易切削钢、铅系易切削钢、碲系易切削钢、钛系易切削钢及复合易切削钢等[2]。硫系易切削钢是问世最早，迄今为止用量最大，并且用途最广的易切削钢，占世界和我国易切削钢总产量的比例分别为70%与90%以上[3]。有研究发现，当硫化物的形态呈球形或纺锤形时，对提高材料的切削性能最为有利，长宽比超过4∶1的细长条状硫化锰不但破坏基体的连续性，还会造成切削屑粘结，降低工件的表面质量[4-9]。稀土铈在高温下可与钢液互溶，铈与硫、氧的亲和力很强，可将钢液中的硫化物转化为稀土硫化物，从而控制硫化物的形貌、尺寸、长宽比及分布状态。目前，通过试验对易切削钢中析出相研究的国内外文献较多[10-11]，但利用热力学计算分析的文献较少。Thermo-Calc软件是一款根据“平衡相各组元化学势相等”和“Gibbs最小值”原则计算相图、相变和相平衡的功能强大且灵活的软件，可以对合金的成分、热加工工艺进行设计及优化，且可实现性能预测及失效分析[12-14]。本文利用Thermo-Calc软件对铈-硫易切削钢的多元相图进行计算和分析，以明确该体系的相变规律和各析出相的析出行为，并通过试验对计算结果进行了验证，为铈-硫易切削钢的生产提供了理论支持。……