Effect of Different Deoxidation Methods on the Evolution of Inclusions and Carbides in Cr12MoV Die Steel

Nie Dengyunfei; Li Yang; Jiang Zhouhua; Sun Meng; Ma Shuai; Mao Yunqie

doi:10.20057/j.1003-8620.N260039

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Effect of Different Deoxidation Methods on the Evolution of Inclusions and Carbides in Cr12MoV Die Steel

更新时间：2026-05-12

- Effect of Different Deoxidation Methods on the Evolution of Inclusions and Carbides in Cr12MoV Die Steel
- Special Steel Pages: 1-9(2026)
- 作者机构：
  
  1.东北大学冶金学院，沈阳 110819
  2.昆士兰大学可持续矿物研究所，澳大利亚布里斯班 4072
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20057/j.1003-8620.N260039
  CLC： TF133
- Received：16 March 2026，
  
  Revised：2026-03-27，
  
  Accepted：07 April 2026，
  
  Online First：09 May 2026，
- 稿件说明：
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聂邓云飞,李阳,姜周华等.不同脱氧方式对模具钢Cr12MoV中夹杂物与碳化物演变规律的影响[J].特殊钢,

Nie Dengyunfei,Li Yang,Jiang Zhouhua,et al.Effect of Different Deoxidation Methods on the Evolution of Inclusions and Carbides in Cr12MoV Die Steel[J].Special Steel,
聂邓云飞,李阳,姜周华等.不同脱氧方式对模具钢Cr12MoV中夹杂物与碳化物演变规律的影响[J].特殊钢, DOI：.

Nie Dengyunfei,Li Yang,Jiang Zhouhua,et al.Effect of Different Deoxidation Methods on the Evolution of Inclusions and Carbides in Cr12MoV Die Steel[J].Special Steel, DOI：.

摘要

为了研究不同脱氧方式对Cr12MoV钢中夹杂物与碳化物的影响，利用SEM-EDS、欧波同夹杂物自动分析系统OTSInca对单独铝脱氧、铝脱氧+稀土Ce复合脱氧、真空碳脱氧三种实验钢进行分析，探究三种脱氧方式对T.O、T.N质量分数，夹杂物的数量、尺寸、成分及形貌，碳化物的析出特征与分布状态的影响。结果表明，在480 Pa下碳的脱氧、脱氮效果强于Al和Ce，铸态样品中T.O、T.N质量分数可分别降低至0.000 7%和0.002 7%。单独铝脱氧与真空碳脱氧所得实验钢中夹杂物以细小Al₂O₃为主，夹杂物数量密度分别为165、95个/mm

，平均面积分别为0.70、0.66 μm

，铝脱氧+稀土处理后夹杂物以Ce₂O₂S为主，夹杂物密度和平均面积分别为120个/mm

、2.0 μm

，Ce参与脱氧会使夹杂物总数减少、尺寸增大。单独铝脱氧与真空碳脱氧下碳化物均呈鱼骨状，碳化物面积占比分别为12.15%和12.29%，铝脱氧+稀土Ce处理下碳化物呈细小的层片状或粒状，碳化物面积占比为11.70%，Ce处理可显著细化碳化物、打断连续网状结构并降低析出量，而真空碳脱氧相比于铝脱氧对碳化物形貌与析出没有明显影响。本实验在不考虑时间下认为Cr12MoV钢冶炼中真空碳脱氧取代铝脱氧是可行的，具有净化钢液、优化钢中夹杂物性能的同时不影响碳化物析出的效果，铝脱氧+稀土复合脱氧则在碳化物控制方面具有显著效果。

Abstract

To study the effects of different deoxidation methods on the evolution of inclusions and carbides in Cr12MoV steel， experimental steels smelted by three deoxidation processes （Al deoxidation， Al deoxidation combined with rare earth Ce composite deoxidation， and vacuum carbon deoxidation） were analyzed using scanning electron microscopy-energy dispersive spectroscopy （SEM-EDS） and the OTSInca automatic inclusion analysis system （Oxford Instruments）. The effect of the three deoxidation methods on the mass fractions of total oxygen （T.O） and total nitrogen （T.N）， the number， size， composition and morphology of inclusions， as well as the precipitation characteristics and distribution of carbides in Cr12MoV steel were explored. The results show that at 480 Pa， carbon exhibits stronger deoxidation and denitrification effects than Al and Ce. The mass fractions of T.O and T.N in the as-cast samples can be reduced to 0.000 7% and 0.002 7%， respectively. In the experimental steels produced by single Al deoxidation and vacuum carbon deoxidation， inclusions are dominated by fine Al₂O₃， with number densities of 165/mm² and 95/mm²， and average areas of 0.70 μm² and 0.66 μm²， respectively. After Al deoxidation combined with rare earth treatment， inclusions are mainly Ce₂O₂S， with an inclusion number density of 120/mm² and an average area of 2.0 μm². The participation of Ce in deoxidation reduces the total number of inclusions but increases their size. Carbides in both single Al deoxidation and vacuum carbon deoxidation samples exhibit a fish-bone morphology and distribute continuously along grain boundaries to form a network structure， with area fractions of 12.15% and 12.29%， respectively. In contrast， carbides in the Al deoxidation + Ce treatment sample are fine lamellar or granular， distributing discontinuously along grain boundaries in a chain-like or particulate form without forming a continuous network structure， and the carbide area fraction is 11.70%. Ce treatment can significantly refine carbides， break the continuous network structure and reduce the precipitation amount. Compared with Al deoxidation， vacuum carbon deoxidation has no obvious effect on the morphology and precipitation of carbides. This study suggests that， without considering time， replacing partial Al deoxidation with vacuum carbon deoxidation in the smelting of Cr12MoV steel is feasible. It can purify molten steel and optimize the properties of inclusions without affecting carbide precipitation. Al deoxidation combined with rare earth composite deoxidation has a significant effect on carbide control.

关键词

Keywords

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