H₂/H₂O气氛下Fe-C合金气固反应脱碳机理

来源期刊：材料导报2020年第20期

论文作者：孙彩娇 艾立群 洪陆阔 程荣 周美洁 侯耀斌

文章页码：20112 - 20117

关键词：脱碳;气固反应;碳浓度梯度;微观组织;扩散;

摘    要：近年来,一种高炉铁水双辊连铸薄带+高温气固反应脱碳生产钢带的全新工艺流程被提出,该工艺可以最大限度减少夹杂物的产生。本研究以Fe-C合金气固反应脱碳机理为目的,在H₂/H₂O气氛下,研究了不同脱碳条件下薄带横截面的微观组织、薄带厚度方向上的碳浓度梯度。研究结果表明:随着脱碳反应的进行,薄带自表面至中心微观组织可分为三层,L₁层主要由铁素体组成;L₂层主要由奥氏体、渗碳体、石墨相和少量铁素体等混合构成;L₃层主要由渗碳体和石墨相组成。通过分析脱碳层（L₁+L₂）深度与脱碳时间的平方根关系,得到良好的线性关系,可用y=kt^0.5函数描述。薄带厚度方向上碳浓度梯度曲线可分为三个阶段,这与薄带的微观组织结构相对应。由碳浓度梯度曲线积分获得的数据与碳硫仪实测数据相吻合,证明了碳浓度梯度曲线的有效性。通过对脱碳层深度的研究计算得到脱碳反应的活化能为137.4 kJ·mol^-1。