从制备拉伸试样的同一批钢材上取样并进行化学成分分析，结果见表1。

表1 低碳贝氏体弹簧钢化学成分(质量分数)％

可见表中各元素含量同本研究设计成分一致，成分达标。

从制备拉伸试样的同一批钢材上取3个硬度试样，分别编号为1，2，3号，并对其进行洛氏硬度测试，结果见表2。

表2 硬度测试结果HRC

可见3个试样不同区域的洛氏硬度分布不均，表明材料在组织或成分上存在分布不均的可能性。

从制备拉伸试样的同一批钢材上取样，经磨抛后使用光学显微镜观察其夹杂物情况，如图2所示，基体中存在较多颗粒状和块状非金属夹杂物。

图2 非金属夹杂物形貌

依据GB/T 10561－2005«钢中非金属夹杂物含量的测定———标准评级图显微检验法»可评为D2细系。  

将试样用4％(体积分数)的硝酸酒精溶液浸蚀，再采用光学显微镜对其显微组织进行观察，如图3所示。

图3 低碳贝氏体弹簧钢显微组织形貌

为了更进一步观察组织，确定组织特征，对试样进行扫描电镜(SEM)观察，如图4所示。

图4 低碳贝氏体弹簧钢SEM形貌

由图3可知，试样的大部分组织为板条状贝氏体，且伴有少量粒状贝氏体，并且存在孔洞及凹坑，孔洞是由于铸锭脱氧不充分而形成的气孔，凹坑则是由第二相脱落后形成，并均可观察到未知成分的白块组织。

由图4可知，在高倍扫描电镜下贝氏体组织的板条特征十分明显，组织特征符合本次试验所需。

本试验主要是得到板条状贝氏体及少量粒状贝氏体，是低碳合金钢中经常出现的组织。为抑制贝氏体组织转变过程中碳化物的析出以及提高钢中残余奥氏体稳定性，必须加入一定量的硅元素；此外，为细化晶粒组织，需进行铌、钛微合金化处理。

为观察上述缺陷的分布情况，将试样置于低倍扫描电镜下观察，如图5所示。

图5 低倍下缺陷分布形貌

为更清晰地观察上述缺陷的形貌，对试样进行高倍扫描电镜观察，如图6所示。

图6 高倍下缺陷分布形貌

由图5和图6可知，试样基体中存在较多夹杂物、白块、气孔和凹坑；夹杂物呈不规则颗粒状，白块尺寸较大呈方形棱角状。

为确定白块组织和颗粒状夹杂物的成分，对其进行能谱分析，如图7所示。

图7 EDS测试位置及测试结果

由图7a)和b)可知，该颗粒状夹杂物为氧化物夹杂，主要是以氧化铝的形式存在，为脱氧残留物；由图7c)和d)可知，白块的成分主要是以钛元素为主的氮化物。含钛微合金低碳钢随着钢中钛含量的增加，钢材的屈服强度、抗拉强度、屈强比都有不同程度的增加，且以钛含量为0.042％(质量分数，下同)为界，屈服强度和抗拉强度的增长趋势显著增加，主要是因为钛含量大于0.042％时，富余的钛与碳元素结合析出颗粒细小的TiC颗粒，起到强烈的沉淀强化作用；断后伸长率随钛含量的增加而减小，原因是钛含量较低时析出的TiN尺寸较大，引起的脆化效应要远强于TiC。