Fe-Mn-Al-C低密度钢中的脱氧合金化夹杂物

作者：曹磊; 郭宇航; 王国承^*; 尚德礼

来源：中国冶金, 2023, 33(10): 42-49.

DOI：10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20230317

• Fe-Mn-Al-C低密度钢
• 夹杂物
• 热力学
• 二维晶格错配
• 异质形核

为了研究Fe-Mn-Al-C低密度钢脱氧合金化夹杂物的生成及机理，采用Si、Mn、Al进行脱氧合金化，通过场发射扫描电子显微镜结合夹杂物自动分析系统对Fe-Mn-Al-C低密度钢样品中的夹杂物进行观察。结果显示，Fe-Mn-Al-C低密度钢中夹杂物主要分为6类，即单颗粒Al2O3夹杂物、单颗粒MnS夹杂物、单颗粒AlN夹杂物、Al2O3-MnS复合夹杂物、AlN-MnS复合夹杂物、Al2O3-AlN-MnS复合夹杂物。单颗粒的Al2O3、MnS、AlN夹杂物的数量相对较多，夹杂物尺寸以小于5μm为主。热力学计算发现Al2O3在脱氧合金化时生成，AlN在固相分数为0.844时开始析出，而MnS在完全凝固后的固相钢中开始析出。不同夹杂物间的二维晶格错配度计算结果显示，MnS(110)/Al2O3(001)、AlN(001)/Al2O3(001)和MnS(100)/AlN(100)错配度分别为8.41%,11.66%和8.94%,说明Al2O3和AlN可以为MnS的形核提供异质形核位点，Al2O3同样也可以为AlN的形核提供异质形核位点。利用FactSage 8.2热力学软件计算发现，从1 873 K冷却至373 K时，Al2O3、AlN和MnS夹杂物的质量分数分别为0.129%、0.017%和0.615%。研究结果可以为研究Fe-Mn-Al-C低密度钢脱氧合金化夹杂物的生成机理提供一定的理论指导。

• 出版日期2023
• 单位辽宁科技大学