钢液凝固过程中微观偏析和钛氧物夹杂生成的耦合研究

摘要

钢的性能受钢中非金属夹杂物强烈影响，而钢中非金属夹杂物却无法完全去除。本课题研究钢液凝固过程中夹杂物的生成机理，就是使人们能对钢中非金属夹杂物有效控制，变害为利。 在本研究工作中，根据钢液凝固时元素在固液界面的偏析，并结合溶质元素在固、液相中的有限扩散，建立了钢液凝固过程中微观偏析和钛氧夹杂生成的耦合模型。模型计算表明：由于钛氧夹杂的生成，凝固过程中溶质元素的微观偏析程度得到较大抑制；控制适当的氧含量，有利于夹杂物均匀分布；随着冷却速率的增加，夹杂物数量增加，尺寸变小。当控制在目前薄板坯条件下，夹杂长大半径仅达0.58μm，夹杂物数量，尺寸可弥散分布于钢中，有利于性能的改善。 通过单向凝固实验，应用金相分析和SEM分析，初步探索了在不同拉速下凝固过程中夹杂物生成的变化情况。实验结果表明：相同初始成分下冷却速率对夹杂物的生成含量影响不大，但对夹杂物生成的数量影响很大；在96μm/s的拉速下，实验得到的凝固过程中生成的钛氧化物直径为1μm左右且分布较均匀，说明在一定条件下可以对凝固过程中夹杂物有效控制。实验结果与本模型计算的情况基本相符。耦合模型的建立，较之先前的单一模型有所完善，有实际与理论意义。它为钢铁生产中对凝固过程中夹杂物生成的有效控制提供了有力的支持。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及本论文使用授权说明

第一章文献综述

第二章耦合模型的建立

第三章单向凝固实验

第四章结论与展望

参考文献

作者攻读硕士学位期间公开发表的论文

致谢