.1392 北京科技大学学报 第31卷 第7炉夹杂物为Ti305、Al203、Si02和Mn0,其中 下钢液中各元素和AL、Ti相互作用系数如表4 Al203和Si02夹杂物含量很少；第8炉夹杂物为 所示. Ti305、Al203和极少量镁铝尖晶石.八炉试样中全 1ga,=∑4[j]+lg[i] (1) 部都有Al203夹杂物生成， 式中为钢液中溶质j元素对i元素的相互作用系 3热力学计算 数 根据试样实际成分，可由式(1)计算出实验炉次 3.11873K下钢液中Ti一A0系平衡计算 中钢液的au和a,试样中ao由固体电解质定氧 钢液中Al和Ti都是很强的脱氧元素.1873K 探头测定，其结果如表5所示. 表4钢液中各元素相互作用系数】 Table 4 Firstorder interaction parameters between elements in molten steel d j=Al j=C j=Mn j=0 j=P j=S j=Ti j=Si Al 0.043 0.091 0.0065 -1.98 0.033 0.03 0.004 0.0056 Ti 0.0037 0.193 -0.43 -1.03 -0.11 0.049 2.1 表5钢液中au、am和ao 0.008i和0生成 Table 5 Values of a ar and ao in the molten steel % Ti,O,平衡线 0.007 Ti和O生成 炉号 CAI an ao aT/aA Ti,O,平衡线 0.006 1 0.0146 0.0040 0.0010 0.28 0.005实验A1-0数据 3 0.0157 0.0130 0.0007 0.83 80.004 A1和O生成 0.0052 0.0007 0.0017 0.13 A1,O,平衡线 0.003 4 0.0024 0.0004 0.0026 0.15 0.002 0.0021 0.0142 0.0022 6.89 0.001 6 0.0021 0.0220 0.0030 10.41 0.006 0.012 0.018 0.0004 0.0030 0.0043 7.29 0.0004 0.0021 0.0057 5.04 图21873K钢液中A0、Ti0平衡曲线 Fig.2 Equilibria of Al-O and Ti-O in molten steel at 1873 K 在1873K下，钢液中Ti一A一0有如下反应： Al203一2A1+30:gK=-45318+11.630 3.21873K下钢液中Ti一A1系夹杂物生成稳定区 T 计算 (2) 在1873K下，钢液中A1一Ti一0系可能生成 1873K时，lgK=-12.57. A203、Ti3O5和Ti203等夹杂物.Pak等可的研究认 Ti0,←3Ti+50:1gK=-72813+21.32时1 T 为，在钢液中当0.5%<Ti质量分数<4.75%时生 (3) 成Ti203,当0.00012%<Ti质量分数<0.25%时 1873K时，lgK=-17.56. 生成Ti305 Ti032Ti+30:与K=-4238+13同(4 根据式(2)至式(4)，可以计算得到1873K下钢 液Ti一A0系夹杂物稳定区域，如图3所示， 1873K时，lgK=-10.62. 从图3可以看到，将本次实验八炉试样的a1、 根据式(2)至式(4)，可以得到1873K下钢液中 a投影在图中的稳定区域，1~4炉试样夹杂物落 A10、Ti0平衡曲线图，如图2所示. 在Al203夹杂区，58炉试样夹杂物落在Ti305区 从图2可以看到，1873K下钢液中A1和0的 这和实验试样通过扫描电镜观察到的结果一致 结合力最强，最先生成的夹杂物为A1203,钢液中 Ti305优先于Tiz03生成。同时实验数据表明，试样 4Ti、Al和0含量对Ti一Al系夹杂物生成 中自由氧主要受钢液中铝含量控制，且两者基本趋 的影响 于平衡 从前面的实验结果得知，想要将钢液中夹杂物第7炉夹杂物为 Ti3O5、Al2O3、SiO2 和 MnO‚其中 Al2O3 和 SiO2 夹杂物含量很少；第8炉夹杂物为 Ti3O5、Al2O3 和极少量镁铝尖晶石．八炉试样中全 部都有 Al2O3 夹杂物生成． 3 热力学计算 3∙1 1873K 下钢液中 Ti－Al－O 系平衡计算 钢液中 Al 和 Ti 都是很强的脱氧元素．1873K 下钢液中各元素和 Al、Ti 相互作用系数如表 4 所示． lg ai＝ ∑ e j i［ j］＋lg［ i］ （1） 式中 e j i 为钢液中溶质 j 元素对 i 元素的相互作用系 数． 根据试样实际成分‚可由式（1）计算出实验炉次 中钢液的 aAl和 aTi‚试样中 aO 由固体电解质定氧 探头测定‚其结果如表5所示． 表4 钢液中各元素相互作用系数 e j i ［6－9］ Table4 First-order interaction parameters e j i between elements in molten steel ［6－9］ i e j i j＝Al j＝C j＝Mn j＝O j＝P j＝S j＝Ti j＝Si Al 0∙043 0∙091 0∙0065 －1∙98 0∙033 0∙03 0∙004 0∙0056 Ti 0∙0037 0∙193 －0∙43 －1∙03 － －0∙11 0∙049 2∙1 表5 钢液中 aAl、aTi和 aO Table5 Values of aAl‚aTi and aO in the molten steel ％ 炉号 aAl aTi aO aT／i aAl 1 0∙0146 0∙0040 0∙0010 0∙28 2 0∙0157 0∙0130 0∙0007 0∙83 3 0∙0052 0∙0007 0∙0017 0∙13 4 0∙0024 0∙0004 0∙0026 0∙15 5 0∙0021 0∙0142 0∙0022 6∙89 6 0∙0021 0∙0220 0∙0030 10∙41 7 0∙0004 0∙0030 0∙0043 7∙29 8 0∙0004 0∙0021 0∙0057 5∙04 在1873K 下‚钢液中 Ti－Al－O 有如下反应： Al2O3 2Al＋3O；lg K＝－ 45318 T ＋11∙63［10］ （2） 1873K 时‚lg K＝－12∙57． Ti3O5 3Ti＋5O；lg K＝－ 72813 T ＋21∙32［5］ （3） 1873K 时‚lg K＝－17∙56． Ti2O3 2Ti＋3O；lg K＝－ 44238 T ＋13［5］ （4） 1873K 时‚lg K＝－10∙62． 根据式（2）至式（4）‚可以得到1873K 下钢液中 Al－O、Ti－O 平衡曲线图‚如图2所示． 从图2可以看到‚1873K 下钢液中 Al 和 O 的 结合力最强‚最先生成的夹杂物为 Al2O3‚钢液中 Ti3O5 优先于 Ti2O3 生成．同时实验数据表明‚试样 中自由氧主要受钢液中铝含量控制‚且两者基本趋 于平衡． 图2 1873K 钢液中 Al－O、Ti－O 平衡曲线 Fig．2 Equilibria of A-l O and T-i O in molten steel at 1873K 3∙2 1873K 下钢液中 Ti－Al 系夹杂物生成稳定区 计算 在1873K 下‚钢液中 Al－Ti－O 系可能生成 Al2O3、Ti3O5 和 Ti2O3 等夹杂物．Pak 等［5］的研究认 为‚在钢液中当0∙5％＜Ti 质量分数＜4∙75％时生 成 Ti2O3‚当0∙00012％＜Ti 质量分数＜0∙25％时 生成 Ti3O5． 根据式（2）至式（4）‚可以计算得到1873K 下钢 液 Ti－Al－O 系夹杂物稳定区域‚如图3所示． 从图3可以看到‚将本次实验八炉试样的 aAl、 aTi投影在图中的稳定区域‚1～4炉试样夹杂物落 在 Al2O3 夹杂区‚5～8炉试样夹杂物落在 Ti3O5 区． 这和实验试样通过扫描电镜观察到的结果一致． 4 Ti、Al 和 O 含量对 Ti－Al 系夹杂物生成 的影响 从前面的实验结果得知‚想要将钢液中夹杂物 ·1392· 北 京 科 技 大 学 学 报 第31卷