增刊1 孙丽枫等：Nb、T单稳定高纯铁素体不锈钢铸还的凝固组织和夹杂物 ·159· um.图7为2钢的夹杂物的扫描电镜图及能谱 出温度相对于T的碳氨化物要低，且析出类型不 图.由扫描电镜图可知，单Nb稳定条件下8"钢 定.另一方面，由凝固组织的结果可知，单Nb稳 样中单颗粒的TN夹杂物很少，此时大部分夹杂 定时，等轴晶比例较小，也说明凝固过程中高熔 物为含Nb、Ti、Al、Ca、Si等元素的复合夹杂物，说 点的夹杂物较少，为均匀形核提供的核心相对 明钢中没有特意加入合金元素T时，夹杂物的析 较少. 400 300 200 罩 100 Ti Mag-500KX BT=2000w 人 204m4 DetestorSE De15My2911 0102030405060708090100 能量eV 图41钢中的TN夹杂物 Fig.4 The morphology of TiN inclusions in steel 1* 300 200 h 、100 N 04 600 400 200 06 204m 入 0102030405060708090100 能量keV 图51钢中的复合夹杂物 Fig.5 The morphology of compound inclusions in steel 1 合相关文献，认为钢中可能存在少量的C3C,由此 认为单铌稳定条件下，2.8%铌不足以稳定2钢样 中的碳、氨 结合凝固组织分析可知，单钛稳定相对单铌稳 定能显著提高等轴品比例.这是由于TiN和TiC颗 粒十分稳定，熔点很高，凝固开始前，它们最先形成， 可以作为非均匀形核凝固的核心，促进等轴晶的增 10m 长.与钛相比，铌更能起到细化晶粒大小的效果，这 是固溶的铌对晶界的拖曳作用和Nb(C,N)的钉扎 图6单铌稳定的2*钢中的夹杂物 作用结果.1"钢样中加入了钛，形成较粗大的TN、 Fig.6 The morphology of inclusions in steel 2 TC颗粒，而较粗大的棒状TC对晶界移动的阻力 能谱对碳元素很不敏感，只能分析出氨化物夹 远低于细小的Nb(C,N)颗粒，因此1·钢的晶粒比2 杂，但从能谱图中发现该处的C含量明显偏高，结 钢粗大.增刊 1 孙丽枫等: Nb、Ti 单稳定高纯铁素体不锈钢铸坯的凝固组织和夹杂物 μm． 图 7 为 2 # 钢的夹杂物的扫描电镜图及能谱 图． 由扫描电镜图可知，单 Nb 稳定条件下 8 # 钢 样中单颗粒的 TiN 夹杂物很少，此时大部分夹杂 物为含 Nb、Ti、Al、Ca、Si 等元素的复合夹杂物，说 明钢中没有特意加入合金元素 Ti 时，夹杂物的析 出温度相对于 Ti 的碳氮化物要低，且析出类型不 定． 另一方面，由凝固组织的结果可知，单 Nb 稳 定时，等轴晶比例较小，也说明凝固过程中高熔 点的夹杂物较少，为均匀形核提 供 的 核 心 相 对 较少． 图 4 1# 钢中的 TiN 夹杂物 Fig． 4 The morphology of TiN inclusions in steel 1# 图 5 1# 钢中的复合夹杂物 Fig． 5 The morphology of compound inclusions in steel 1# 图 6 单铌稳定的 2# 钢中的夹杂物 Fig． 6 The morphology of inclusions in steel 2# 能谱对碳元素很不敏感，只能分析出氮化物夹 杂，但从能谱图中发现该处的 Cr 含量明显偏高，结 合相关文献，认为钢中可能存在少量的 Cr23C6，由此 认为单铌稳定条件下，2. 8% 铌不足以稳定 2# 钢样 中的碳、氮． 结合凝固组织分析可知，单钛稳定相对单铌稳 定能显著提高等轴晶比例． 这是由于 TiN 和 TiC 颗 粒十分稳定，熔点很高，凝固开始前，它们最先形成， 可以作为非均匀形核凝固的核心，促进等轴晶的增 长． 与钛相比，铌更能起到细化晶粒大小的效果，这 是固溶的铌对晶界的拖曳作用和 Nb( C，N) 的钉扎 作用结果． 1# 钢样中加入了钛，形成较粗大的 TiN、 TiC 颗粒，而较粗大的棒状 TiC 对晶界移动的阻力 远低于细小的 Nb( C，N) 颗粒，因此1# 钢的晶粒比2# 钢粗大． ·159·