添加镁对低碳钢的凝固组织影响.pdfVIP

2014年第2期 现 代 冶 金 37 添加镁对低碳钢的凝固组织影响 (日本)KohichiISOBE 摘 要：为了提高低碳钢方坯内部质量，通过一些试验，采用小尺寸钢锭研究了添加镁对碳含量为0．1％的低碳钢 凝固组织影响。同时也用 FE—SEM观察钢锭 中形成的夹杂物 ，完成了有关氧化物和氮化物的几种热力学分析。 向钢中添加镁可增加等轴晶的比例 ，特别是在钛含量为0．2％～0．25％的低碳钢中有明显影响，其可导致 TiN的结 晶直至凝固结束。假定在不含钛钢中添加镁促进等轴晶结晶的影响主要归因于MgO或MgO ·A1O 形核的作用 ， 然而，与含钛钢相比，其增加等轴晶的比例较少。显然，对于TiN结晶来说，MgO也能有效作为反应试剂导致促进8 一 Fe和等轴结晶的异相形核。通过向低碳含钛钢中添加镁证实了MgO和TiN的共同作用。通过添加钙 ，当向钢 中添加镁时，假定由于镁的加入导致的促进作用减少了液态氧化物并且降低 了全氧，因此，固态 MgO或固态MgO · A1O 的结晶数量减少。证明了平面错合度是评价相对异相形核能力的有用指数。 关键词 ：低碳钢；添加镁；异相形核 ；氧化物；TiN；等轴结晶；凝固；平面错合度 性的材料倾向于具有较高的异相形核潜能，还不能 l 前言 阐明通过与6一Fe形成较好的凝聚性异相形核剂， 连铸钢中不充分的等轴晶偶尔会产生内部缺 如何起到较高的促进作用以得到低碳钢等轴结晶。 陷，例如连铸大方坯和板坯中的中心线偏析、中心疏 在实际的异相形核应用中，开发的向钢中添加 松和 中心裂纹。这些缺陷可能不仅恶化产品性能而 形核剂方法以及形核剂在钢中的弥散是其中一个挑 且降低产量。 战，需要考虑产品质量和性能的影响以及对操作的 开发的低温浇铸和电磁搅拌技术促进了凝固结 影响。 构的细化。特别在0．1％的碳素钢和0．5％碳素钢 当向钢中添加反应剂促进形核时，不容易使反 的浇铸工艺中，通过应用这些技术，得到的等轴结晶 应剂均匀分散到钢中，但是由于反应试剂和熔融钢 不足以阻止内部缺陷。为了防止在这些钢中产生缺 水两者之间的密度存在较大差别，因此容易上浮并 陷，采取降低铸机拉速的措施，但是降低了弧形结晶 且分离。与钢水具有较低浸润性的反应剂也能增强 器连铸机的生产率，因为在此类钢的等轴晶处容易 分离效果，保留在钢中的许多夹杂物会恶化产品的 发生溶质沉淀和累积现象。 疲劳强度以及成形性 。 本研究 目的在于开发促进等轴晶的方法，从而 有许多方法，例如向钢中添加钛元素可在钢中 达到提高连铸大方坯 内部质量的目的，主要集中上 形成象TiN的结晶形核反应剂，但是在实际生产中， 述提到的背景。研究 了添加镁对碳含量大约为 此应用受到限制，此方法 中的产品性能极大地受到 0．1％低碳钢凝固组织产生的影响，通过添加镁形成 添加元素 (用于结晶形核反应剂)数量的影响。本 的夹杂物将会促进 6一Fe异相形核。 ， 研究检测了添加镁作为促进异相形以及细化凝固组 织的有效晶种之一。 2 通过促进异相形核细化凝 固组织的技术 以及这 因此，本文研究了在两种低碳钢中添加镁的影 些技术存在的问题 响，也就是含钛和不含钛钢，主要