钛微合金钢连铸中TiN与TiC析出热力学研究

连铸过程中夹杂物的析出对铸坯的组织性能有重要影响。为研究钛微合金化Q345钢中TiN 、TiC夹杂物的析出规律，对TiN 、TiC的生成热力学进行了计算，计算了Q345钢的固/液相线温度、碳氮化物的析出温度、不同温度下TiN、TiC的平衡/实际溶度积和析出时所需的Ti、N初始浓度，分析了高钛钢在凝固过程中TiN 、TiC的析出规律。结果表明：TiN 、TiC在液相线温度以上不能析出；由于Ti、N、C在凝固前沿的富集，当两相区fs＞0.56时，TiN开始析出，当两相区fs＞0.92时，TiC开始析出；在固相奥氏体中有TiN粒子析出，而TiC的析出温度较TiN低，在铁素体中析出。     

Nb和Ti对超纯铁素体不锈钢凝固组织及表面起皱的影响

通过真空感应炉浇注实验和热力学软件分析研究了Nb、Ti稳定化元素和C、N间隙元素含量对超纯铁素体不锈钢凝固组织及晶粒簇的影响。结果表明,添加稳定化元素后实验钢的结晶区间变宽,通过控制稳定化元素和间隙原子含量使实验钢在凝固过程中析出较多TiN粒子,可以有效的提高凝固组织的等轴晶率。在充分退火条件下,与Ti单一稳定化实验钢相比,Nb、Ti复合稳定化实验钢中的晶粒簇较弱并具有较小的晶粒尺寸,有利于带钢的抗起皱性能。     

含钛微合金钢凝固过程中TiN的析出行为分析

分别从热力学和动力学方面研究了低碳含钛微合金钢凝固过程选分结晶对TiN夹杂物析出的影响。热力学分析表明,液相线温度以上不会有TiN析出;由于凝固过程凝固前沿Ti、N元素富集,凝固分数达到0.377时,凝固前沿固相中开始析出TiN;凝固末期,Ti和N的富集程度进一步增大,固液相中均有TiN析出。动力学分析表明,随着冷却速度的降低,凝固过程TiN夹杂物的尺寸显著增加,当冷速高于50 K/s时,TiN的理论半径为5.5 μm,当冷速低于5 K/s时,TiN的理论半径在17.5 μm以上;固相中析出的TiN为纳米级别。铸坯中TiN析出物主要尺寸为1~5 μm,且大尺寸夹杂主要在铸坯厚度方向的1/4处和中心处析出,这表明铸坯中的大尺寸夹杂物是在凝固过程中析出的。     

高钛低碳钢中Nb、Ti的析出行为

通过热力学计算和实验观察,对一种高钛含铌钢中Nb、Ti的析出行为进行研究.结果表明:实验钢中的铌的氮化物和碳化物在液相和凝崮过程中不能生成;氮化钛在凝同过程中析出,碳化钛在凝固末期形成;在奥氏体相中,实验钢中的Nb、Ti碳氮化物析出的先后顺序为TiN>Nb(CN)>NbC>TiC;铸坯中的析出相主要为氮化钛,而成品板材的二相粒子均为Ti、Nb复合的C、N化物.     

钛的固溶和析出对连铸连轧X65带钢的影响

通过热模拟实验,研究了X65带钢在连铸连轧过程中边角部位及中心部位Ti元素的固溶和析出,并进而分析了TiN及Ti(C、N)颗粒对X65带钢组织的影响。     

TiN析出相对中碳Cr-Mo耐磨钢凝固组织的影响

借助热力学理论计算,设计了固液两相区保温凝固和连续冷却凝固实验,采用OM,SEM,EDS和EPMA等方法,研究了中碳Cr-Mo耐磨钢中Ti N的析出行为及其对凝固组织的影响.结果表明,随着Ti,N含量的增加,Ti N在固液两相区的析出温度逐渐升高.当钢中Ti的质量分数为0.090%,N为0.014%时,Ti N直接在液相区析出.在液固两相区内不同温度保温并水淬凝固后,Ti N主要分布于凝固组织的粗大枝晶间、枝晶前沿和剩余液相区域的等轴晶晶界处.此外,少量Ti N分布在粗大枝晶和等轴晶内.在连续冷却凝固过程中,Ti N析出相的形成温度是影响凝固组织粗细的主要因素.随着Ti含量的增加,Ti N析出相的形成温度升高,钢液实际凝固温度增高,凝固区间增大,局部凝固时间延长,凝固组织的二次枝晶臂间距不断增大;当Ti的质量分数超过0.066%后,Ti N析出相的形成温度与液相线接近或高于液相线,钢液实际凝固温度变化不大,二次枝晶臂间距趋于稳定.     

Nb-Ti微合金钢中第二相的溶解行为

利用碳萃取复型、TEM和EDX分析,研究了低碳Nb-Ti微合金钢在1 300℃等温过程中第二相粒子的溶解行为。实验结果表明:钢中有两类尺度存在显著差异的析出颗粒,其一为尺寸在50 nm以上的富钛相(生成于钢液凝固阶段),其二为尺寸小于20 nm的富铌相(形成于奥氏体变形过程)。在1 300℃保温2 h后,应变诱导析出相基本消失,而凝固过程中形成的析出相在保温48 h后,还存在含Nb的(Nb,Ti)(C,N)复合相。在微合金钢中含Ti的情况下,碳氮化物的稳定性大幅提高。这些结果表明,析出相的形成和热稳定性在很大程度上取决于Nb和Ti原子的相互作用。     

钢中Ti-Nb-N-C系四元第二相平衡固溶的热力学分析及其工程应用

根据钢中处于固溶态的元素要符合固溶度积以及各元素的含量保持物料平衡条件,建立了钢中多元第二相平衡固溶的热力学分析模型,对Ti-Nb-N-C系微合金钢在不同成分与不同温度下的固溶析出情况进行了分析,并介绍了其在管线用厚板钢产品开发中的工程应用。结果表明：随着不同元素C、N、Nb、Ti质量分数的增加,其全固溶温度都是增大的,尤其是元素Ti、N的影响更明显;固溶Nb量随钢中Nb质量分数的增大而增大,随钢中C、N、Ti元素质量分数的增大而减小,在1350～950 ℃范围内,Nb元素固溶量急速减少。固溶Ti量随钢中Ti质量分数的增大而增大,随钢中C、N、Nb元素质量分数的增大而减小,在全固溶温度～1200 ℃范围内,Ti元素固溶量急速下降;0.03%C-0.004%N-0.10%Nb-0.015%Ti系管线用18 mm厚板钢产品其全固溶温度为1506.23 ℃,理论分析表明当加热温度为1250 ℃时,阻止奥氏体晶粒粗化的第二相析出物为Nb_0.31998923Ti _{0.68001074C0.26386306,轧后采用快速冷却,并保持终冷温度约500 ℃,可有效发挥固溶元素在铁素体区的析出强化作用,大幅提升其力学性能。}N_0.73613691     

Nb-Ti处理超低碳烘烤硬化钢的析出行为

通过物理化学相分析试验和热力学平衡计算,分析了Ti、N原子比大于1、等于1、小于1的3种Nb-Ti处理ULC-BH钢板的第二相析出规律.相分析和热力学计算结果表明,3种成分钢板析出相主要为(Ti,Nb)(C,N)、MnS,试验钢中未发现Ti4C2S2和TiS相;Ti、Nb元素的氮化物主要在A,温度以上析出,而碳化物主要在铁素体相区析出.在热轧板经卷取保温后,Nb、Ti元素接近完全析出形成M(C,N);短时退火后,M(C,N)相有少量回溶.当Ti、N原子比接近1时,N主要与Ti结合,C单独由Nb固定,有利于预估钢中固溶c含量.钢中增加酸溶铝含量有利于避免形成A120,夹杂.     

低碳钢中微合金元素Nb，Mo在析出过程中的相互作用

运用热模拟技术和TEM分析法，研究了C-Ti．Mo和C-Nb-Mo两种简单成分钢奥氏体变形后弛豫过程中微合金元素Nb，Mo在析出物中的相互作用。结果表明：在850℃变形后弛豫1000s，C-Ti-Mo和C-Nb-Mo钢均保持了奥氏体状态且两种简单成分钢中均有析出发生，能谱分析显示析出颗粒分别是Ti（C，N）和含Mo的Nb（C,N）。微合金元素Mo与Nb有较强的相互作用，在Nb（C,D）析出后，Mo可能溶入Nb（C，N）的析出颗粒之中。     

Solidification microstructures in a short fiber reinforced alloy composite containing different fiber fractions

Al2O3 short fiber reinforced aluminium alloy has a lot ofsuperior properties, including low weight, low thermalexpansioncoefficient,highstrength-to-weightandstiffness-to-weight ratio, high-temperature resistance, high corrosionresistance and so on. All these excellent propertiespromise the material a good application perspective in theaerospace automotive, and mechanical engineering areas.Despite the widespread application of the material,however, there have, as yet, been few reports available…     

低碳钢焊接热影响区TiN粗化的动力学

提出了低碳钢焊接过程中热影响区TiN颗粒粗化的动力学模型。计算结果表明:当质量分数wTi/wN>342时,wTi/wN提高、温度升高以及持续时间延长均会导致TiN颗粒粗化。通过计算发现:部分TiN颗粒的溶解较快,TiN颗粒粗化过程主要受未溶TiN界面前沿钛原子扩散控制。     

超高Ti耐磨钢第二相粒子的析出行为研究

超高Ti耐磨钢(w(Ti)=0.2%～0.6%)中第二相粒子的类型、形态、尺寸、分布及数量等对其性能具有重要影响,但是在生产过程中很难精准控制。为此,利用金相显微镜、扫描电镜SEM、电子探针EPMA、夹杂物自动分析仪ASPEX等对超高Ti钢中第二相粒子的析出行为进行了研究分析。结果表明：超高Ti钢中第二相粒子主要有两种类型,一种为长条状形态的Ti+Mo+C粒子,另外一种为方形或三角形等规则形状的TiN粒子;连铸坯原始枝晶大小决定了第二相粒子分布的均匀性,原始枝晶尺寸越小,第二相粒子分布就越均匀,如果第二相粒子均匀分布在枝晶间,团簇状现象会减轻,因而需要对连铸工艺严格控制,以防止粗大的枝晶;第二相粒子析出过程中,Ti和N元素首先析出形成TiN相,然后Ti和Mo元素以含Mo的Ti+Mo+C粒子形式析出;Ti+Mo+C粒子析出方式有两种,一种是直接以先析出的TiN粒子为核心外延生长,另一种是单独析出形核长大。     

微合金钢中TiN的析出规律研究

通过热力学计算及实验,研究了含Ｔｉ微合金钢在液态及凝过程中ＴｉＮ的析出规律,研究表明,通过调整微合金钢中Ｎ和Ｔｉ含量,可以控制ＴｉＮ的析出时机和形态,减小其对钢性能的有害影响;还探讨了利用液态析出细小,弥散的ＴｉＮ作为钢液蝗形核中心,以细化态组织,得到等轴细晶的可能性。     

Microstructure and Mechanical Properties of Nb- and Nb+ Ti-Stabilised 18Cr-2Mo Ferritic Stainless Steels

To explore the optimum use of stabilised elements and study the influences of stabilisation in 18 Cr-2 Mo grades,the Nb and Nb+Ti microalloying investigation focused on the relationships of the microstructure and mechanical properties of the microalloyed 18 Cr-2 Mo ferritic stainless steel thick plates.Thermo-Calc calculation was performed to predict the equilibrium phase diagrams.Afterwards,the microstructure,i.e.grain size and precipitation,of as-annealed specimens was analysed by means of optical microscopy,scanning electron microscopy and transmission electron microscopy,X-ray diffraction and energydispersive spectroscopy.Also,electron backscatter diffraction mapping was constructed to characterise grain boundary.The mechanical properties,including tensile strength and impact toughness,were tested to correlate with the microstructure.The results show that the grain sizes of Nb-stabilised steel are comparatively smaller,which is related to the fine precipitation at the grain boundaries and beneficial to the impact toughness.The increase in its strength is not apparent due to the inhomogeneous grain sizes.The grain boundary characters are similar,which is not the main factor related to their mechanical properties.When Ti is added,TiN forms above the liquidus,and large TiN particles evidently impair impact toughness.     

退火对TCS不锈钢热轧板含Nb和Ti析出相的影响

通过SEM、TEM及化学相分析的方法,对罩式退火前后TCS铁素体不锈钢热轧板中Nb、Ti碳氮化物进行了研究。结果表明:退火前后析出相粒子主要由TiN、(Ti,Nb)C组成。退火前(Ti,Nb)C粒子析出位置为晶界及亚晶界,退火后形状为不规则椭圆形,是点链状分布在晶粒中,尺寸比退火前显著增加;退火后TiN粒子发生聚集长大,钢板中部析出的TiN粒子在尺寸上大于边部,在数量上少于边部;退火后基体中固溶的C、S、P元素100%析出,N元素98.75%析出,Nb、Ti元素析出分别为73.91%和65%,Ni、Cr元素析出较少,分别为0.26%和0.03%。