镁铝尖晶石固溶体成分对TiN析出行为的影响

庞宗旭^1,2，朱荣^1,2，陈培敦^1,3，王俊海^1,3

1. 北京科技大学冶金与生态工程学院2. 高端金属材料特种熔炼与制备北京市重点实验室3. 山东泰山钢铁集团有限公司

摘 要：通过2205双相不锈钢渣-钢反应平衡实验,得到不同炉渣配比下的MgO-Al₂O₃二元系固溶体夹杂,当反应达到平衡后,向钢中添加了0.05%的Ti,进而得到了"MgO-Al₂O₃固溶体+TiN"的复合夹杂。试样经水淬后,通过电镜分析夹杂物,然后采用10%的草酸进行电解,与不加Ti的铸态组织δ铁素体晶粒形貌、尺寸进行了对比。实验结果发现:TiN析出量随MgO-Al₂O₃固溶体中Al₂O₃比例的增加而增加,铸态δ铁素体晶粒可得到明显细化,实验结果发现富MgO的MgO-Al₂O₃固溶体以及MgO·Al₂O₃析出TiN很少,δ铁素体细化效果不明显。通过热力学计算、异质形核理论以及实验结果证明,MgO-Al₂O₃二元系固溶体夹杂物成分由炉渣成分及钢中Mg、Al活度共同决定,MgO-Al₂O₃固溶体中Al₂O₃含量增加,使MgO·Al₂O₃晶格发生畸变,这与点阵中存在着空位密切相关。由于空位富集,使得点阵常数e不均匀,也由于空位改变晶格场,引起O2-的移动或转移,形成缺位尖晶石固溶体。晶格的能量状态发生变化促进了Ti原子和N原子在MgO-Al₂O₃夹杂物表面析出。

关键词：双相不锈钢;镁铝尖晶石固溶体;TiN;