通过钛脱氧细化低碳高锰钢显微组织-夹杂物沉淀和凝固结构

摘要

在C（0．07％）-Mn（0．9％）钢中，研究用钛作为脱氧剂代替铝有2个目的，第一个目的是确认凝固过程中（二次脱氧）能否促进夹杂物沉淀，第二个目的是调查初始氧含量和钛含量以及凝固过程中冷却速率发生变化时，二次夹杂物对钢凝固结构的后序演变影响。在钛镇静钢试样中，当试样初始氧含量较高时（全氧（T．O）=50—80ppm），氧化物夹杂组成为MnO—TiO2（0．5—5μm）和MnS（1—3μm），而在低氧含量试样中（T．O=7—10ppm），夹杂物组成为Ti—Al-（Mg）-O（0．3—1μm）。与热力学计算结果相比，认为后者说的夹杂物为在中间枝晶区域的单独二次脱氧沉淀产物。对于较高氧含量试样来说，发现其夹杂物组成为初生和二次脱氧产物的共同体。通过控制冷却速率介于3-10K／之间，在真空感应炉中采用不同模型，研究了凝固过程中冷却速率的影响。除此之外，将在金像炉中重熔的试样，在冷却过程中，冷却速率分别控制为1．1，14和84K／s，此炉放于共焦扫描激光显微镜中（CSLM）。随着冷却速率的增加，钛镇静钢试样中的夹杂物密度也随之增加，而在铝镇静钢中观察不到这种现象。在凝固过程中，通过溶质偏析模型预测钛镇静钢试样中二次粒子的尺寸与观察到的平均粒子尺寸相吻合。在钛镇静钢试样中，随着夹杂物密度的增加，凝固组织较细，夹杂物尺寸小于1μm，然而，在铝镇静钢试样中观察不到此现象。