De aanwezigheid van niet-metallische insluitsels is zeer belangrijk tijd ens de productie van hoge kwaliteitstaal, aangezien zij de microstructuu r en de structurele eigenschappen sterk kunnen beïnvloeden. Zij worden v aak beschouwd als schadelijk voor de eindproductkwaliteit en voor de pro ductiviteit van het staalproces, zodat vele industriële inspanningen naa r het verbeteren van insluitselverwijdering worden geleverd. Een andere, positievere benadering bestaat uit het gebruiken van niet-metallische i nsluitsels om staal met verbeterde of bepaalde mechanische eigenschappen te produceren. In beide gevallen, moeten de kenmerken van de insluitsel populatie in staal, zoals aantal, chemische samenstelling, morfologie, g rootte en ruimtelijke verdeling gecontroleerd worden. In dit doctorale onderzoek, werd de invloed van de belangrijkste procesp arameters in verband met de vorming en groei van insluitsels, zoals het opgeloste aluminium- (Al) en zuurstofgehalte (O) in vloeibaar ijzer (Fe) , op de vorming en de morfologie van Al2O3 insluitsels bestudeerd. Fenom enen van desoxidatie en van heroxidatie in vloeibaar Fe werden onderzoch t dankzij laboratorium experimenten onder strikt gecontroleerde omstandi gheden. Ten eerste, werd een nieuwe techniek ontwikkeld om de observatie van ins luitsels in de beginfase van het desoxidatieproces toe te laten, door ee n stuk Al in contact bij 1600 °C te brengen met vloeibaar Fe dat ve rschillende opgeloste zuurstofgehalten bevat. Een significante verhoging van het insluitselaantal en een verandering in de insluitselmorfologie van gefacetteerde tot bolvormig werden opgemerkt met een stijgende opgel oste zuurstofgehalte in het vloeibare Fe. De vormovergang werd verklaard door de evolutie van de oververzadiging en de beschikbaarheid van zuurs tof aan het reactiefront. Ten tweede, werden de vorming en de karakteris tieken van insluitsels tijdens de heroxidatie van Fe-Al smeltingen onder zocht. De Fe-Al smeltingen werden aan verschillende atmosferen met gecon troleerde zuurstofpartieeldrukken (pO2) blootgesteld. Een verandering in de insluitselmorfologie van dendrieten, clusters en staafvormige inslui tsels tot compacte en gefacetteerde insluitsels wordt waargenomen met st ijgende pO2, d.w.z. met stijgende oververzadiging. Tot slot om in de int erpretatie van de experimentele resultaten bij te wonen, werd een diffus ie-reactie model geformuleerd om de ruimte- en tijdsafhankelijke Al en O concentraties in de smelt als functie van geselecteerde experimentele v oorwaarden af te schatten.
展开▼
