鈦穩(wěn)定超純鐵素體不銹鋼硅鋁復(fù)合脫氧及夾雜物演變實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、超純鐵素體不銹鋼具有優(yōu)良的耐氯化物應(yīng)力腐蝕、耐局部腐蝕和抗高溫氧化性能，它不含或少含鎳，價(jià)格成本低廉且穩(wěn)定，成本和性能的雙重優(yōu)勢(shì)為其應(yīng)用打開(kāi)了廣闊的前景。
　　由于在超純鐵素體不銹鋼冶煉過(guò)程中加入各種合金導(dǎo)致鋁、鈦、氧、氮四種元素相互作用關(guān)系的復(fù)雜性，另外鋁、鈦和耐火材料及渣中的氧化鎂也有相互作用，這樣就導(dǎo)致了不銹鋼中夾雜物成分和組成的復(fù)雜和控制難度的增加。
　　根據(jù)超純鐵素體不銹鋼的生產(chǎn)工藝，采用硅鉬高溫管式電阻爐在187

2、3K下模擬了B445J1M鈦穩(wěn)定超純鐵素體不銹鋼的精煉過(guò)程，實(shí)驗(yàn)采用不同WSi/WAl質(zhì)量比(WSi/WAl=0、1、2.5、3.5、5)的硅鋁合金進(jìn)行脫氧，其后進(jìn)行鈦合金化和鈣處理實(shí)驗(yàn)，結(jié)合熱力學(xué)分析，獲得了含鈦超純鐵素體不銹鋼硅鋁復(fù)合脫氧及合金化各環(huán)節(jié)典型夾雜物組成、形貌及尺寸分布等信息，旨在為生產(chǎn)中改進(jìn)脫氧工藝，提高夾雜物控制水平，改善超純鐵素體不銹鋼成品質(zhì)量提供參考數(shù)據(jù)。研究結(jié)果表明:
　　由于Fe-Si-Al合金較純Al

3、在鋼中停留時(shí)間長(zhǎng)且合金中Al具有較高的比表面積，所以采用硅鋁合金脫氧效果與純鋁相似，采用硅鋁復(fù)合脫氧可節(jié)約一定鋁加入量。硅鋁復(fù)合脫氧后鋼中氧含量主要取決于鋼中鋁含量。
　　采用純鋁脫氧后，鋼中典型夾雜物為MgO·Al2O3，即鋼中加入Al會(huì)與鋼中溶解Mg發(fā)生反應(yīng)生成鎂鋁尖晶石類(lèi)夾雜;采用Fe-Si-Al合金脫氧后，鋼中典型夾雜物為MgO·Al2O3、Al2O3-SiO2、MgO·Al2O3-SiO2。
　　鈦合金化后，鋼中典

4、型夾雜物為Al2O3-TiOx(TiN)、MgO·Al2O3-TiOx(TiN)、MgO·Al2O3-SiO2-TiN(TiOx)、TiN。鋼中加入鈦元素后，鈦的氮、氧化物部分會(huì)以前期生成的脫氧夾雜物為核心析出，生成核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合夾雜物。
　　鈣處理后，鈣會(huì)與前期夾雜物中鋁酸鹽進(jìn)行反應(yīng)，最終會(huì)形成Ca-Mg-Al-Ti-O-N復(fù)合型夾雜物。鈣處理后生成熔點(diǎn)低變形性較好的鋁酸鈣類(lèi)夾雜物，同時(shí)也利于夾雜物上浮去除，通過(guò)鈣處理后夾雜物數(shù)

5、量和尺寸上均有減少。
　　對(duì)比低鋁低鈦組和高鋁高鈦組實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn):鋁含量的增加(0.01％～0.04％)對(duì)脫氧后夾雜物類(lèi)型影響不大;隨著鈦含量的增大(0.05％～0.12％)，鋼中TiN數(shù)量和尺寸均有所增大，且TiN為殼結(jié)構(gòu)的夾雜物也增多。
　　上述結(jié)論歸納了鈦穩(wěn)定超純鐵素體不銹鋼在精煉各階段中典型夾雜物的演變規(guī)律。本文同時(shí)針對(duì)鈦穩(wěn)定鐵素體不銹鋼中鎂鋁尖晶石類(lèi)、含鈦類(lèi)夾雜物形成及鈣對(duì)夾雜物變性處理進(jìn)行了相關(guān)熱力學(xué)理論上的