电子束精炼FGH4096合金夹杂物冶金机制

作     者：董立阳 游小刚 董庚益 王轶农 谭毅 Dong Liyang;You Xiaogang;Dong Gengyi;Wang Yinong;Tan Yi

作者机构：大连理工大学材料科学与工程学院大连116024 郑州大学中原关键金属实验室郑州450001 

出 版 物：《特殊钢》 (Special Steel)

年 卷 期：2024年第45卷第4期

页      面：47-54页

学科分类：080603[工学-有色金属冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 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：国家重点研发计划资助项目(2019YFA0705300) 

主　　题：电子束精炼 FGH4096 夹杂物 动力学 

摘      要：研究了不同电子束精炼参数对熔体凝固过程中夹杂物的类型、数量和尺寸分布等影响机制。通过对不同功率精炼后FGH4096合金中O和N含量以及夹杂物的类型、数量和尺寸分布进行了统计分析,结合夹杂物生长动力学揭示了电子束精炼功率对夹杂物生长的影响。电子束精炼制备的FGH4096合金中碳氮化合物和复合相夹杂物的数量密度在夹杂物中占比最大,两者占比达到了95.53%。在碳氮化合物和复合相夹杂物中,TiN-TiC、TiN-(Ti,M)C和Al_(2)O_(3)-TiN-(Ti,M)C的占比较大。夹杂物生长动力学计算结果表明,功率从9 kW增加到12 kW时,由于功率的增加提升了夹杂物形成元素的去除效率,限制夹杂物生长所需的元素含量、降低夹杂物的形成温度从而缩短其生长温度区间。此外,由于冷速变化较小导致夹杂物的生长时间较短,夹杂物尺寸减小。而当功率从12 kW增加到15 kW时,O和N含量降幅较小而熔体冷速的降幅较大,导致夹杂物的生长时间延长。这降低了杂质元素含量去除所带来的影响,夹杂物尺寸增大。