Al、Ti复合脱氧对非调质钢中夹杂物及组织的影响
非调质钢是在中碳钢中添加微量合金元素，通过控轧控冷，在轧制后不经调质处理，即可获得碳素结构钢或合金结构钢经调质处理后所能达到的力学性能的钢种。非调质钢取消了调质热处理过程，降低了能耗，是节能、高效、环保的绿色钢材。但由于非调质钢中先共析铁素体易沿原奥氏体晶界析出，使得铁素体-珠光体组织较为粗大，韧性较低。 氧化物冶金是通过选择合适的脱氧剂及合理的脱氧制度使钢中形成高熔点、细小弥散的氧化物夹杂，利用这些夹杂作为钢中第二相析出物形核的核心，促进针状铁素体形成的一种改变析出物形貌、尺寸分布、细化钢的晶粒、提高钢材韧性的方法。 本文基于氧化物冶金改变钢中夹杂物形貌、尺寸分布，改善钢材韧性的思想，对含C0.35％的非调质钢利用Al、Ti复合脱氧。通过热力学计算及高温实验，研究了Al-Ti复合脱氧对非调质钢中夹杂物的成分、形貌及尺寸分布影响;尤其是不同Ti/Al比对非调质钢中MnS夹杂物的形貌、尺寸分布的影响;以及C含量对Al-Ti复合脱氧非调质钢中夹杂物及其诱导针状铁素体的影响。具体研究结果如下: 热力学计算获得了Al-Ti复合脱氧在钢中形成的不同脱氧产物的热力学稳定存在区域。当钢中的Ti含量为0.01％～0.2％时，要想使钢中不生成纯的Al2O3夹杂，钢中的Al含量应控制在小于0.01％的范围内; 当非调质钢中Al含量大于0.04％时，向钢中添加Ti，钢中形成形状不规则、尺寸较大的Al-Ti-O及MnS的复合夹杂物;当非调质钢中Al含量小于0.011％时，向钢中添加0.02％的Ti，可以得到细小、球状的MgO-Al2O3-TiOx-SiO2-MnS的复合夹杂物，这种夹杂物具有诱导针状铁素体形核的能力。 Ti/Al比大于0.9时，钢中MnS夹杂的形貌基本上都为球形;Ti/Al为0.37和0的两组实验得到的试样中MnS的形貌为尺寸较大的不规则形状;随着钢中Ti/Al的增加，直径小于1μm的MnS所占MnS总数的比例及MnS在氧化物析出率均有增大的趋势，直径大于1μm的MnS所占比例均有减小的趋势; C含量影响Ti脱氧非调质钢中夹杂物及针状铁素体的形成。C含量较低时，钢中易于生成细小、球形的Al2O3-TiOx-SiO2-MnS的复合夹杂物;Ti脱氧钢增C后针状铁素体比例减少。
铝钛复合脱氧;非调质钢;夹杂物;氧化物冶金;尺寸分布;形貌分析
武汉科技大学
硕士
钢铁冶金
李光强;郑万
2013
中文
TF704.1
68
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）