低碳马氏体不锈钢凝固冷却过程中的夹杂物特征

摘要：

低碳马氏体不锈钢有着优良的综合性能,广泛应用于经济和社会发展的各个行业.钢中非金属杂物直接影响低碳马氏体不锈钢的性能,已有研究主要为钢液中夹杂物的生成、去除、改性等控制方法,对于钢液凝固和冷却过程中低碳马氏体不锈钢中夹杂物的相关研究很少.因此,有必要研究低碳马氏体不锈钢凝固冷却过程中的夹杂物特征,为最终低碳马氏体不锈钢产品中夹杂物的控制奠定基础.以S400低碳马氏体不锈钢中夹杂物为研究对象,通过高温共聚焦显微镜试验,以1、10、20和50 ℃/s的不同冷却速率对样品进行冷却,从而研究冷却速率对低碳马氏体不锈钢中夹杂物成分转变的影响.在钢的凝固和冷却过程中,夹杂物中Al2O3含量明显增加,CaO含量略有增加,而MgO和SiO2含量先增加后下降,凝固和冷却过程中温度变化引起的夹杂物与钢基体之间的热力学平衡移动是夹杂物成分转变的主要驱动力.冷却速率为50 ℃/s样品中的夹杂物主要成分为21％Al2O3-12％MgO-35％CaO-29％SiO2.随着冷却速率的降低,夹杂物平均成分中SiO2含量呈降低趋势,Al2O3含量逐渐增加.冷却速率越小,发生转变的有效反应时间就越长,最终夹杂物成分就越接近平衡态成分.当冷却速率较大时,低碳马氏体不锈钢很快从高温区域冷却至低温区域,夹杂物在有效反应时间内的保持时间更短,不利于元素在钢中的快速扩散,导致夹杂物成分发生的转变很小.

关键词：低碳马氏体不锈钢、夹杂物、热力学计算、凝固冷却、高温共聚焦显微镜

所属期刊栏目：59

分类号：TG156.1;TF704.7;X7

资助基金：国家自然科学基金U22A20171

在线出版日期：2024-01-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：117-123