全成分体系钢溶质平衡分配系数的热力学计算

摘要

为了获得全成分钢体系溶质平衡分配系数,基于钢的凝固过程,建立了多元体系溶质平衡分配系数的热力学计算模型,利用FactSage热力学软件计算了全成分体系下20CrMnTi齿轮钢的相变过程及溶质平衡分配系数。20CrMnTi齿轮钢凝固过程中,主要发生L→L+δ→L+δ+γ→L+γ→γ的相变。在L+δ共存区,C、Si、Mn、P、S、Cr、Ti和Al的平均平衡分配系数分别为0.167、0.702、0.693、0.267、0.0355、0.889、0.255和1.268。在L+γ共存区,C、Si、Mn、P、S、Cr、Ti和Al的平均平衡分配系数分别为0.328、0.718、0.723、0.135、0.0165、0.855、0.176和1.324。C含量对C、Mn、Cr和Al元素在L+δ共存区的平衡分配系数影响较小,随着C质量分数从0.2%增加至0.4%,在δ铁素体中,Si的平衡分配系数平均值从0.702增加至0.735,P的平衡分配系数平均值从0.267增加至0.272,S的平衡分配系数平均值从0.0355增加至0.0363,Ti的平衡分配系数平均值从0.255降低至0.236。C含量对P、S和Al元素在L+γ共存区的平衡分配系数影响较小,随着C质量分数从0.2%增加至0.4%,在奥氏体中,C的平衡分配系数平均值从0.328增加至0.341,Si的平衡分配系数平均值从0.718增加至0.755,Mn的平衡分配系数平均值从0.723降低至0.708,Cr的平衡分配系数平均值分别为0.855、0.857和0.853,Ti的平衡分配系数平均值从0.176降低至0.161。计算结果为研究溶质偏析提供了准确的参数。