·1216· 北京科技大学学报 第33卷 添加Mn。Sd或Al 0:64.75% 添加Mg,i Ti33.30% 搅拌搅拌 Fe:1.95% 1600℃ 1400℃ 水淬 4。 10 min 20s min 图2实验流程图 Fig.2 Experimental procedure 图43号试样中的单个T203夹杂 分析仪分析，结果列在表3中 Fig.4 Single inclusions Ti,O:in Sample 3 2.1A1对Ti脱氧夹杂物类型的影响 图3为1号试样中观察到的TiN包裹着A山0， 多的T的氧化物夹杂，必须降低钢中A!含量，甚至 的复合夹杂，图中元素后的数字为EDS结果中得到 不用A!脱氧.分析结果表明，3号试样中未加铝直 的该元素在夹杂物中的原子分数，其他图与此相同. 接采用Ti脱氧，Ti含量为全Al含量的4倍，SEM结 图4为3号试样中观察到的单个的Ti的氧化物夹 果中发现了大量的Ti0,夹杂.因为分析的Al、Ti含 杂.将1号、3号试样的SEM结果进行对比分析发 量是包含夹杂物的总Al含量、总Ti含量，而且脱氧 现：加Al脱氧后试样中未观察到T的氧化物夹杂， 剂最初加入钢液时局部存在过饱和，夹杂物组成随 仅仅存在TN的夹杂以及其与Al2O3的复合夹杂： 时间变化，而本实验因坩埚小，保温时间不够长，所 而未加Al脱氧的钢中(A!质量分数025%，其他合 以夹杂物的组成可能与热力学平衡计算不一致. 金带入)，不仅有TN夹杂的存在，而且观察到大量 单独的Ti的氧化物夹杂，EDS表明其中Ti的原子 10P 人 TiO, 分数为33.30%，0的原子分数占64.75%，可知该 夹杂物接近为Ti,O,·这是由于采用Ti-Al复合脱 氧时，不同的脱氧产物有相应的稳定存在区域。 Ti,0, 7°04 N50.06% 10 L,03 Ti:47.129% F282￥ ALTiO, 102 10 A山的质量分数% 069.42% 图51873K时Fe-Ti一A0系中溶解铝和钛含量对夹杂物种类 A:3.91% 16.679 的影响 Fig.5 Effects of soluble aluminum and titanium contents on inclu- sion types in the Fe-Ti-Al-O system at 1873K 图31号试样中TN包裹若A山20，的复合夹杂 2.2Ti脱氧对钢中夹杂物尺寸分布的影响 Fig.3 Composite inclusion of Al2O:wrapped by TiN in Sample 1 用SEM放大10倍，视场范围为10μm2,随机 选择视场拍30张照片，统计夹杂物的总数.然后绘 Wang等@用热力学计算了Al、Ti含量与钢中 制出夹杂物粒度分布图，结果如图6所示.图6(a) Al、T氧化物类型之间的关系，如图5所示.本实验 中2号试样夹杂物尺寸集中分布在1~3um.从图 3、4、5和7号试样的Al、Ti含量标于图5中.从图 中可以看出，其中2~3m的夹杂物数目占 中可以看出，本实验对应的稳定的脱氧产物是 43.3%:而小于0.5μm的夹杂物稀少，仅占4.9%： Al,03·1号样采用A-Ti复合脱氧，A1质量分数高 而且3μm以上的夹杂物的数目超过了0.5um以下 达0.21%，从图5中可以看出其含量点位于A1含量 的夹杂物，占总数的12.4%.如图6(b)所示，4号 范畴以外，此时稳定的脱氧产物为A山，O3,SEM结果 试样中夹杂物的总数较2号试样多，其中小于1um 中也未观察到T的氧化物夹杂.因此，为了得到更 的夹杂物占总数的64.9%，3um以上的夹杂物仅占北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 图 2 实验流程图 Fig． 2 Experimental procedure 分析仪分析，结果列在表 3 中． 2. 1 Al 对 Ti 脱氧夹杂物类型的影响 图 3 为 1 号试样中观察到的 TiN 包裹着 Al2O3 的复合夹杂，图中元素后的数字为 EDS 结果中得到 的该元素在夹杂物中的原子分数，其他图与此相同． 图 4 为 3 号试样中观察到的单个的 Ti 的氧化物夹 杂． 将 1 号、3 号试样的 SEM 结果进行对比分析发 现: 加 Al 脱氧后试样中未观察到 Ti 的氧化物夹杂， 仅仅存在 TiN 的夹杂以及其与 Al2O3 的复合夹杂; 而未加 Al 脱氧的钢中( Al 质量分数 025% ，其他合 金带入) ，不仅有 TiN 夹杂的存在，而且观察到大量 单独的 Ti 的氧化物夹杂，EDS 表明其中 Ti 的原子 分数为 33. 30% ，O 的原子分数占 64. 75% ，可知该 夹杂物接近为 Ti3O5 ． 这是由于采用 Ti--Al 复合脱 氧时，不同的脱氧产物有相应的稳定存在区域． 图 3 1 号试样中 TiN 包裹着 Al2O3 的复合夹杂 Fig． 3 Composite inclusion of Al2O3 wrapped by TiN in Sample 1 Wang 等［10］用热力学计算了 Al、Ti 含量与钢中 Al、Ti 氧化物类型之间的关系，如图 5 所示． 本实验 3、4、5 和 7 号试样的 Al、Ti 含量标于图 5 中． 从图 中可 以 看 出，本实验对应的稳定的脱氧产物是 Al2O3 ． 1 号样采用 Al--Ti 复合脱氧，Al 质量分数高 达 0. 21% ，从图5 中可以看出其含量点位于 Al 含量 范畴以外，此时稳定的脱氧产物为 Al2O3，SEM 结果 中也未观察到 Ti 的氧化物夹杂． 因此，为了得到更 图 4 3 号试样中的单个 Ti2O3 夹杂 Fig． 4 Single inclusions Ti2O3 in Sample 3 多的 Ti 的氧化物夹杂，必须降低钢中 Al 含量，甚至 不用 Al 脱氧． 分析结果表明，3 号试样中未加铝直 接采用 Ti 脱氧，Ti 含量为全 Al 含量的 4 倍，SEM 结 果中发现了大量的 Ti3O5夹杂． 因为分析的 Al、Ti 含 量是包含夹杂物的总 Al 含量、总 Ti 含量，而且脱氧 剂最初加入钢液时局部存在过饱和，夹杂物组成随 时间变化，而本实验因坩埚小，保温时间不够长，所 以夹杂物的组成可能与热力学平衡计算不一致． 图 5 1873 K 时 Fe--Ti--Al--O 系中溶解铝和钛含量对夹杂物种类 的影响 Fig． 5 Effects of soluble aluminum and titanium contents on inclu￾sion types in the Fe-Ti-Al-O system at 1 873 K 2. 2 Ti 脱氧对钢中夹杂物尺寸分布的影响 用 SEM 放大 105 倍，视场范围为 104 μm2 ，随机 选择视场拍 30 张照片，统计夹杂物的总数． 然后绘 制出夹杂物粒度分布图，结果如图 6 所示． 图 6( a) 中 2 号试样夹杂物尺寸集中分布在 1 ～ 3 μm． 从图 中 可 以 看 出，其 中 2 ～ 3 μm 的 夹 杂 物 数 目 占 43. 3% ; 而小于 0. 5 μm 的夹杂物稀少，仅占 4. 9% ; 而且 3 μm 以上的夹杂物的数目超过了 0. 5 μm 以下 的夹杂物，占总数的 12. 4% ． 如图 6( b) 所示，4 号 试样中夹杂物的总数较 2 号试样多，其中小于 1 μm 的夹杂物占总数的 64. 9% ，3 μm 以上的夹杂物仅占 ·1216·