奥氏体化温度对Ti–Zr处理钢中针状铁素体转变的影响

Ti、Zr的复合氧化物可以有效诱导针状铁素体形核，从而细化晶粒。为了研究Ti–Zr处理钢中针状铁素体转变机理，使用25 kg真空感应炉中熔炼试验所需钢种，向低合金钢中添加了质量分数为0.038%钛和0.008%锆。利用高温激光共聚焦显微镜原位观察了奥氏体化温度对针状铁素体转变行为的变化，使用扫描电镜观察了Ti–Zr处理钢种的夹杂物成分和针状铁素体在夹杂物表面形核，使用光学显微镜观察不同奥氏体化温度下的微观组织变化差异。结果表明，随着奥氏体化温度从1250 ℃增加至1400 ℃，奥氏体晶粒尺寸从125.6 μm 增加至279.8 μm，针状铁素体开始转变温度和侧板条铁素体开始转变温度先增加，在1350 ℃条件下达到最大值，后又降低，针状铁素体的体积分数由39.6%增加至83.6%；Ti–Zr处理钢中核心为Zr–Ti–O，外部为Al–Ti–Zr–O的氧化物为核心表面析出MnS的复合氧化物主要集中在1.5～3 μm，可以有效促进针状铁素体形核，贫Mn区和夹杂物与铁素体之间的良好晶格关系为该型夹杂物能够促进针状铁素体形核机理。奥氏体晶粒尺寸的增加导致多边形铁素形核位点的减少和针状铁素体的形核空间的增加，钛锆复合处理形成大量的有效诱发针状铁素体形核的夹杂物，这共同导致了针状铁素体体积分数增加。