钢中的氧化物系夹杂物的微细分散及组成控制技术.pdfVIP

第 54卷第 1期 孽．黾拭 20l1年 3月 CISCTECHNOLOGY 钢 中的氧化物系夹杂物的微细分散及组成控制技术 若生昌光 (日) 1 前言 典型例 ，将 以改变脱氧方法的实验室实验样 品的 至今为止 ，钢中的非金属夹杂物对产品特性是 EPMA (electronprodemicro—analyser简称 电子探针 ) 有害的，为 了将之除去已尽 了极大努力 。这些有害 解析所得 MnS分布变化示于图 1。在钢中氧浓度 (即 夹杂物尺寸一般多在50 m以上 。在上世纪90年代 ， 氧含量 )极低 (9ppm)，基本上不存在氧化物的真 业界有很多研究报告提出对数 m 尺寸的钢中氧化 空熔炼材 (a)上 ，表示 MnS的白点偏析的在灰色的 物的分布及成分进行控制，使之作为在钢凝固后的 网络 (network)区域即Mn的偏析部 。而在 Mn—Si—Zr 析出物的析出核，而起到提高产品特性的作用，这 复合脱氧材 (b)上，无论有无 Mn的偏析，白点都 就是所谓的氧化物冶金学 (oxidesmetallurgy)，在此 均匀分散 。因此 白点 由表示氧化物粒子的点 (原 图 基础上对其应用技术进行 了开发。 上是蔚蓝色 )和表示 MnS的点 (原图上为黄色 )合 本文从物理化学的观点，介绍 了在炼钢工程中 成，故表明在氧化物粒子上析出了 MnS。另外，在 氧化物系非金属夹杂物的控制技术。 Al脱氧材 (C)上，虽有表示氧化物粒子的小 白点， 2 氧化物系非金属夹杂物在氧化物冶金学 中的作 但表示析出了 MnS的氧化物粒子的点数极少。以上 用 事实说明，由于钢液脱氧方法不同，钢中MnS的析 2．1 MnS析出核 出分布状态有大的差异。 作为钢中的 (a)在真空下由C脱氧 (b)用Mn—Si—Zr脱氧 (C)用A1脱氧 ㈠一 图1 脱氧元素对钢中MnS分布的影响 2．2晶内铁素体相变核 图2表示晶内铁素体 (下称F)的相变核例，即 在Ti系氧化物上析 出了MnS和TiN。图中所示相变核 由]ri(一Mn)氧化物、MnS、TiN构成 。此．ri(一Mn) 氧化物不但成了MnS和TiN的析出核，而且为了抑制 从晶界 的F形成 ，利用氧化物内对添加B的吸收，以 减轻对晶内F的抑制作用 。并且 由于Mn缺乏层的形 成，MnS降低了Ar，相变点；因其共格性 ，TiN使F的 生成变得容易了。 图2 用 TEM观察到的晶内F相变核实例 · 27 · 《钢中的氧化物系夹杂物的微细分散及组成控制技术 》 2．3组织微细化 的析出在很大程度上取决于氧化物的种类。研究了 为了使钢获得微细的凝 固组织，对生核容易的 在氧化物MnO—SiO系的MnS溶解度和MnS向氧化物 基质早就进行过很多研究。例如将各种 N(氮 )化物 的析出率，两者的倾向良好一致，当MnO增至 53％ 和 C(碳 )化物分散于钢液 中，在与8铁的晶格共格 以上时，MnS的析出率变成最大的65％。 性 良好物质的场合 ，凝固时的过冷度就变小了，据