Fe-M-Ti-Mg(M=Si,Mn,Al)復(fù)合脫氧對(duì)鋼組織的影響.pdf

1、鋼鐵材料以其獨(dú)具的高強(qiáng)度、高韌性以及良好的可塑性占據(jù)了結(jié)構(gòu)材料的主導(dǎo)地位,在未來的人類進(jìn)步過程中也是不可替代的。隨著人類社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展,人們對(duì)鋼鐵材料的性能要求越來越高,不僅要求鋼鐵材料的強(qiáng)度進(jìn)一步提高,而且要求其同時(shí)具有較高的韌性。為了達(dá)到這一要求,冶金學(xué)者進(jìn)行了大量的研究,其中主要集中于夾雜物控制方面的“氧化物冶金”,是近二十年來興起的改善鋼材組織和性能的一項(xiàng)新技術(shù)。
　　 本工作對(duì)改善鋼材性能的各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了介紹,同時(shí)對(duì)

2、氧化物冶金技術(shù)的作用機(jī)理以及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了論述。實(shí)驗(yàn)研究了夾雜物類型和大小對(duì)誘導(dǎo)針狀鐵素體形核的影響以及添加不同的合金、改變合金添加順序?qū)︿摻M織的影響,同時(shí)還利用CLSM研究了Ti-Mg復(fù)合脫氧對(duì)奧氏體晶粒粗化的影響。
　　 實(shí)驗(yàn)在高頻感應(yīng)爐中MgO坩堝內(nèi)用Fe-M-Ti-Mg(M=Si,Mn,Al)合金對(duì)150g的鋼液進(jìn)行脫氧。用TC500氧氮分析儀和ICP分析試樣的氧氮含量和其他元素的含量,然后對(duì)試樣的夾雜物進(jìn)行了S

3、EM和EDS分析。選取兩個(gè)典型的試樣,用CLSM按一定的加熱方式處理,在線觀察了試樣的奧氏體晶粒長(zhǎng)大過程。
　　 試樣的掃描電鏡和能譜分析表明:MgO-TiOx、MgO－Al2O3-TiOx、MgO等高熔點(diǎn)氧化物夾雜物,都具有誘導(dǎo)針狀鐵素體產(chǎn)生的作用。同時(shí),MnS、MgO-MnS、MgO-Al2O3-MnS、MgO-Al2O3-TiOx-MnS這類富含MnS相的夾雜物,也可以誘導(dǎo)針狀鐵素體產(chǎn)生;可誘導(dǎo)針狀鐵素體產(chǎn)生夾雜物的尺寸在

4、0.5～4μm范圍內(nèi),尺寸較大的夾雜物顆粒誘導(dǎo)產(chǎn)生的針狀鐵素體更發(fā)散。
　　 靜態(tài)的試樣組織觀察和高溫激光顯微鏡在線觀察結(jié)果表明:隨著Mn含量增加,鋼的鑄態(tài)組織中多邊形鐵素體的比例減少:Ti處理后與不加Ti處理的鋼中夾雜物的個(gè)數(shù)相比增加481個(gè)/mm2,Ti處理可以/促進(jìn)針狀鐵素體的形核,從而細(xì)化鋼的組織;Ti含量大于0.045％時(shí),Ti含量的進(jìn)一步增加對(duì)試樣組織中針狀鐵素體比例影響不大;Mg處理對(duì)鋼中形成針狀鐵素體的組織有促進(jìn)

5、作用;相比較而言,先加Al后加Mg脫氧可以獲得更加細(xì)小的組織;改變Ti、Mg添加順序,Mn-Si-Ti-Mg和Mn-si-Mg-Ti這兩種脫氧方式都有良好的促進(jìn)鋼中晶內(nèi)體素體產(chǎn)生的作用,相比之下,先加Ti然后用Mg微處理,效果更佳;在1200℃保溫時(shí),Mn-Si-Ti-Mg處理后的試樣的奧氏體晶粒比用Mn-si脫氧的試樣的奧氏體晶粒小52.9μm。綜上所述,為了得到大量的針狀鐵素體組織,可以在Mn-Si-Al脫氧后,添加Ti-Mg處理。