超纯铁素体不锈钢中TiN夹杂析出的热力学分析

为了控制TiN夹杂对材料性能的不利影响,对TiN在超纯铁素体不锈钢冶炼和凝固过程中析出的热力学条件进行分析。结果表明,在Cr含量为16%～23%的条件下,超纯铁素体不锈钢的最佳钛含量为0.1%～0.3%;当w(Ti)=0.3%时,将w(N)控制在0.004 6%以下才能避免在液相区中生成TiN夹杂;超纯铁素体不锈钢凝固过程中钛的富集程度稍低于氮;凝固末期残余液相中[Ti]和[N]的浓度分别提高到其初始浓度的2.5倍和3.2倍;随着钢液的逐渐凝固,凝固前沿温度和凝固前沿钛氮平衡浓度积下降,凝固前沿钛氮实际浓度积升高;降低钢中氮含量能推迟TiN析出时间,使TiN夹杂在凝固末期形成,可减小TiN夹杂尺寸,减少其析出数量。

超纯铁素体不锈钢中含Ti和Nb夹杂物的非水电解分离及其在钢中的析出行为分析

采用非水溶液电解法提取了Ti,Nb稳定化超纯铁素体不锈钢中的夹杂物和析出物,采用场发射扫描电镜观察其形貌,并结合能谱仪分析其成分.结果表明,高钛型铁素体不锈钢中的夹杂物多为立方结构的碳氮化钛或树枝状的钛氧化物夹杂;Ti,Nb双稳定化铁素体不锈钢中,夹杂物核心由钛氧化物与氮化钛复合而成,棱角上包裹碳氮化铌;高铌型铁素体不锈钢中夹杂物为十字状或树枝状NbC.利用热力学数据计算了Ti稳定化铁素体不锈钢中复合夹杂物的析出顺序及TiN的析出时机.计算表明,在1873K铁素体不锈钢成分条件下TiOxTiN复合核心中钛氧化物为Ti2O3.随着温度的降低,Ti,N在钢液中出现偏析富集,在钢液凝固过程中生成TiN,降低钢液中N含量可推迟TiN的析出时机.