Al-Ce合金对铝脱氧钛微合金钢中夹杂物的影响

摘要：

为了研究不同的Al-Ce合金对钛微合金钢中含铈及含钛夹杂物的影响,通过SEM、EDS及OTS夹杂物全自动分析系统对钢中夹杂物的尺寸、数量、形貌及种类进行分析,采用FactSage 8.1热力学软件中的Equilib和Phase Diagram模块计算了不同温度下钢中夹杂物的析出情况.热力学计算结果表明,CeAlO3主要在钢液中生成,Ce2S3和Ce2O2S则在钢液凝固的过程中析出.当铈质量分数为0.005％时,随着硫质量分数从0.000 8％增加至0.003 3％,稀土夹杂物类型由CeAlO3、Ce2S3、Ce2O2S逐渐变为单一的Ce2S3.试验结果表明,在钢中依次加入3种不同Al-Ce合金(w(Ce)∶w(Al)依次为4.5 ∶ 1、8.5 ∶ 1和11.5 ∶1)时,钢中硫含量逐渐降低,典型含铈夹杂物依次为Ce2S3、Ce-Al-O-S和Ce2 O2 S-CeAlO3,形貌以椭球形和球形为主,稀土夹杂物平均尺寸从3 μm增至5.5μm,加稀土合金的钢中Al2O3和Ti(C,N)的尺寸相比未加稀土合金的钢均有所减少.根据二维错配度模型以及Ce-Al-O-S-Ti(C,N)夹杂物的面扫描结果,验证了在Ce-Al-O-S夹杂与TiN之间存在着CeN过渡的可能性.在采用w(Ce)∶w(Al)为11.5 ∶1的合金冶炼的钢中出现了 CeAlO3在Ce2O2S表面呈枝晶状析出的现象,利用边-边匹配模型证明了 Ce2O2S可以成为CeAlO3的形核核心,两者之间存在着4种可能的位向关系.钢中单独的Ti(C,N)长大方式为连续长大和二维晶核,当Ti(C,N)在不同稀土夹杂表面经过一定时间的形核及长大后,其最终生长特点均是以稀土夹杂物为异质形核核心,沿着其表面向各个方向呈立方结构生长.

关键词：热力学计算、边-边匹配模型、连续长大、二维晶核、异质形核

所属期刊栏目：58

分类号：TF762.5;TG142;TF01

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;内蒙古自治区自然科学基金资助项目

在线出版日期：2023-04-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：61-72