31CrMoV9 钢夹杂物和组织观察

31CrMoV9最早是欧洲牌号的高淬透性中碳合金钢，该钢种研发出来时是用于齿轮，后来还用于轴承等。冶炼31CrMoV9钢的流程为电炉冶炼或真空感应熔炼（EAF/EBT）→炉外精炼（LF）→真空脱气（VD），冶炼方法和德国其他类型的齿轮用钢冶炼工艺基本一致。德国的齿轮钢多为铬-锰钢，约有十多个钢种，为了改善钢的力学性能，德国的冶金工作者通过调整钢材中的合金元素来满足齿轮钢所需的力学性能，其中30Cr1Mo1V和31CrMoV9是具有代表性的典型钢种。

北京科技大学的学者为比较国内外成品钢质量的差距，提高中国该钢种的冶炼水平，选取不同产地的31CrMoV9钢，对其中的非金属夹杂物进行研究。电解钢样观察其中夹杂物的外观形貌，并对钢样进行金相观察和利用高温共聚焦显微镜观察钢样的组织变化。研究发现，单一成分的夹杂物多为长条状，而复合夹杂物多为球形。

研究过程所选取的中国生产的钢材与德国钢材在夹杂物的数量和形态控制上存在差距，中国生产的钢材单位面积内夹杂物的数量更多，夹杂物的大小不均匀，形态控制不理想。就成分而言，德国钢材的夹杂物成分主要是以Al2O3、CaO、MnS等组成的复合夹杂物，而中国钢材的夹杂物存在着成分的波动性。共聚焦显微镜试验过程中发现，在升温过程中夹杂物会发生球化现象，降温过程中，钢样开始形成马氏体组织的温度有所不同，中国钢样为580℃，德国钢样为450℃，这与其本身晶体的成分有关，最后的组织为马氏体+碳化物颗粒+残余奥氏体。