NbC对HRB500钢筋凝固过程中异质形核与晶粒细化的影响

基于二维错配度理论,针对以NbC为基底的相对形核相γ-Fe、α-Fe进行错配度计算.利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、金相显微镜(OM)、动态热模拟相变仪,以及力学性能测试,研究了含Nb微合金钢的析出强化、细晶强化、控冷效果、显微组织及力学性能.结果表明:α-Fe与NbC异质形核的效果较好,γ-Fe与NbC异质形核的效果不理想;在连续冷却过程中,珠光体的临界冷却速率为1.5℃/s,贝氏体的临界冷却速率为5.0℃/s;含Nb的HRB500钢筋通过合适的控冷工艺可以有效细化晶粒尺寸,提高微合金钢的力学性能.     

镧对高碳硬线钢中Al2O3夹杂物改性的晶体学分析

 为了控制与改善高碳硬线钢中氧化铝夹杂物的数量、形状和分布,提高钢的洁净度,细化钢的组织结构,均匀钢的化学成分,在高碳硬线钢中添加稀土镧元素研究其对氧化铝夹杂物的改性问题。通过对高碳硬线钢中添加稀土镧形成的稀土氧(硫)化物,采用扫描电镜和能谱分析进行表征,研究其对氧化铝的改性问题,发现镧的加入可以改变夹杂物的形状,夹杂物从不规则形状转变为较规则的椭圆形,随着夹杂物面间距增大,其逐渐弥散化。利用热力学以及边-边匹配模型计算其与γ-Fe和Al₂O₃之间沿密排晶向的原子间错配度和密排晶面的面间错配度,探究含镧夹杂物作为钢液凝固时初生相异质形核核心的可能性及有效性。结果表明,加入镧后,在1 000～2 000 K温度范围内根据生成夹杂物的吉布斯自由能的大小,得出钢中可能生成夹杂物的顺序为La₂O₃＞La₂O₂S＞LaAlO₃＞LaS＞La₃S₄。利用边-边匹配模型计算稀土氧(硫)化物与γ-Fe和Al₂O₃之间的原子匹配情况,发现了La₂O₃、LaS、La₂O₂S和La₃S₄均可能作为Al₂O₃和γ-Fe异质形核的核心,且La₂O₂S可能优先成为γ-Fe异质形核核心, LaS可能优先成为Al₂O₃异质形核核心,揭示了钢中氧化铝夹杂物的改性机理,为高碳硬线钢中非金属夹杂物的处理提供了理论依据。