超低碳钢精炼过程中Fe-Al-Ti-O类复合氧化物夹杂的演变与控制

超低碳钢是一种重要的汽车用钢材料,钢中通常添加钛元素,使其形成析出物,提高钢材的深冲性.然而钛元素作为一种脱氧能力较强的元素,进入钢液中通常首先形成氧化物.为了减少含钛氧化物夹杂的生成,基于'转炉—RH—连铸'的超低碳钢生产流程,对RH精炼过程进行系统取样,分析了铝脱氧剂加入后及合金化元素钛加入后的氧、氮气体含量变化及夹杂物特征变化,并使用FactSage热力学计算软件对Fe-Al-Ti-O夹杂物稳定相图进行计算.研究结果显示,含钛类氧化物夹杂通常以Al2O3类夹杂物作为形核质点,对其形成包裹状夹杂物.若避免含Ti夹杂物的生成,当钢中Ti质量分数为0. 1%时,钢中溶解Al质量分数应在0. 01%以上.对含钛氧化物的生成及长大流程进行研究,通过对Al2O3夹杂物及Ti2O3夹杂物粗化率的计算及附着功的比较可知,Ti2O3夹杂物在1600℃时的熟化生长速率较Al2O3较大且Ti2O3夹杂物与Al2O3夹杂物相比不容易相互碰撞融合并从钢液中去除.若提高精炼过程中的氧化物夹杂物去除率,应严格控制含钛氧化物类夹杂物的生成.

基于氧化物冶金技术的管线钢凝固脱氧热力学

通过X100管线钢(%:0.03～0.05C、1.70～1.90Mn、0.15～0.25Si、≤0.001S、≤0.002P)凝固过程脱氧热力学研究,确定了在凝固过程中的固液两相区析出Ti_2O_3夹杂的最佳钢液组成。研究表明,为使X100管线钢在凝固前沿的固液两相区中析出细小的Ti_2O_3夹杂颗粒,关键在于控制钢液中钛含量≤0.01%,铝含量≤0.002%,氧含量≤0.001%,氮含量≤0.004%。

钢中铝对钛氧化物及针状铁素体形成的影响

通过热力学计算及实验,研究了Al含量对含Ti钢中的夹杂物和凝固组织的影响。研究发现:w(Al)>0.003%时,钢中形成的夹杂物为Al的氧化物,该类夹杂物不能促进针状铁素体的形成,组织由平行排列的侧板条铁素体组成。w(Al)<0.003%时,钢中形成大量的Ti、Al、Ca、Si、Mn复合氧化物夹杂,其颗粒小于3μm。复合Ti的氧化物具有促进针状铁素体形核的能力,组织由大量的针状铁素体组成。