铈对Fe-28Mn-10Al-1C低密度钢中非金属夹杂物的影响

作     者：周杰 朱航宇 王蓝卿 潘雨桐 袁文达 ZHOU Jie;ZHU Hangyu;WANG Lanqing;PAN Yutong;YUAN Wenda

作者机构：武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学钢铁冶金新工艺湖北省重点实验室湖北武汉430081 

出 版 物：《钢铁》 (Iron and Steel)

年 卷 期：2024年第59卷第3期

页      面：100-106页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52074199 52374341) 

主　　题：非金属夹杂物 低密度钢 稀土处理 热力学计算 Fe-Mn-Al-C 

摘      要：为了研究稀土铈对Fe-28Mn-10Al-1C低密度钢中非金属夹杂物的影响机理,通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)及Image J软件对比分析了稀土处理前后夹杂物的形貌、成分、尺寸和数量,并基于热力学计算阐明了稀土铈对夹杂物的改性机理。研究结果表明,低密度钢中典型夹杂物为AlN和AlN-MnS复合夹杂物,钢中AlN夹杂物较多,尺寸较大,平均直径为3.64μm;向低密度钢中添加(质量分数)0.0019%铈后,夹杂物以球状AlN-Ce_(2)S_(3)、AlN-Ce_(2)S_(3)-MnS、AlN-MnS复合夹杂物和单一AlN夹杂物为主,整体夹杂物数量最少,夹杂物平均直径及长宽比降低,平均直径为3.08μm;向低密度钢中添加(质量分数)0.013%铈后,夹杂物则以球状Ce_(2)S_(3)、附着态AlN-Ce_(2)S_(3)和单一AlN夹杂物为主,夹杂物数量异常升高,1~4μm夹杂物所占比例较大,平均直径为2.52μm。稀土处理可有效细化夹杂物尺寸并改善大尺寸氮化物和硫化物夹杂的形貌特征,未检测到单一MnS及Al_(2)O_(3)夹杂物。此外,通过FactStage 8.0热力学计算软件分析了稀土铈对Fe-28Mn-10Al-1C低密度钢中AlN、MnS夹杂物影响规律、稀土夹杂物的析出行为及演变过程,计算表明,AlN在冶炼温度下即可形成,MnS倾向于异质形核,生成AlN-MnS复合夹杂物;加入(质量分数)0.0019%铈后,Ce_(2)S_(3)以AlN为核心析出形成AlN-Ce_(2)S_(3),钢中硫含量降低,抑制了MnS的析出;加入(质量分数)0.013%铈后,析出大量小尺寸Ce_(2)S_(3)夹杂物。