D0I:10.13374/h.issn1001-053x.2011.10.017 第33卷第10期 北京科技大学学报 Vol.33 No.10 2011年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.2011 A1一Ti一Mg复合脱氧对钢中夹杂物及组织的影响 宋 宇四 李光强杨飞 武汉科技大学钢铁治金及资源环境利用省部共建教育部重点实验室，武汉430081 ☒通信作者，E-mail:songyuza2@163.com 摘要通过采用Fe-50%Ti、NiH6.7%Mg和Fe-70.74%Si等合金对工业纯铁脱氧，研究了A-TiMg复合脱氧低碳钢中夹 杂物的类型和尺寸分布规律以及钢的铸态组织.实验结果表明：Ti处理比未加T处理试样夹杂物总量增加400mm,而且夹 杂物明显细化：Ti-Mg复合脱氧，钢中夹杂物的总量相对于Mg单独处理增加200mm2:Ti处理后，奥氏体晶粒内出现大量针 状铁素体.对比而言，A-T-Mg复合处理钢中针状铁素体分布最为均匀，无块状铁素体出现 关键词低碳钢：夹杂物：脱氧：氧化物治金；晶粒细化：针状铁素体 分类号T℉777.3 Influence of Al-Ti-Mg complex deoxidation on the inclusions and microstructure of steel SONG Yu☒，LI Guang-qiang,YANG Fei Key Laboratory of the Ministry of Education of China for Ferrous Metallurgy and Resources Utilization,Wuhan University of Science and Technology,Wu- han 430081,China Correspondent author,E-mail:songyuza2@163.com ABSTRACT The phases,size distribution and morphology of inclusions as well as the microstructure of low carbon steel which is complex deoxidized by Al-Ti-Mg were investigated by technically deoxidizing pure iron with Fe-50%Ti,Ni-16.7%Mg and Fe-70.74% Si.The experimental results show that in comparison with non-Ti-treated samples the total number of inclusions in the Ti-treated steel increases by 400mm2,meanwhile the size of inclusions decreases obviously.Comparing with Mg deoxidizing,the total number of in- clusions in the Ti-Mg complex deoxidized steel increases by 200mm2.There is a large number of acicular ferrite in austenite grains af- ter being Ti-treated.The distribution of acicular ferrite is the most uniform and no polygon ferrite was observed in the Al-Ti-Mg complex deoxidized steel. KEY WORDS low carbon steel;inclusions;deoxidation;oxide metallurgy;grain refinement;acicular ferrite 氧化物冶金作为细化晶粒、提高钢的强韧性的 也有一个致命的缺点，即低温冲击韧性变差，原 前沿技术，引起了治金工作者的极大兴趣.研究发 因可能是TiN夹杂物的存在.Suito等可基于Fe一 现Ti0、Ti,0,等夹杂物都可以诱导产生针状铁素 10%Ni合金的研究表明，Ti-Mg复合脱氧的钢中氧 体0；此外，含T夹杂物即使在大线能量焊接条件 化物夹杂的数量比单纯Mg脱氧多，粒度分布更加 下也能够细化钢的焊接热影响区的组织，并提高焊 集中.Park等圆通过实验和热力学计算探讨了Al 接效率，改善钢材的焊接性能-.T是价格相对 对MnSi-Ti-HMg脱氧钢的夹杂物组成的影响，其Al 低的微合金化元素，利用T的碳氮化物的沉淀强 的质量分数限于(6~187)×10-6.Chang等还研 化，可以获得600MPa级以上的高强度钢日.利用 究了Mg对MnSi-Ti脱氧钢中夹杂物的影响.他们 T微合金化提高强度的同时又不降低韧性，可以开 所研究的Ti的范围很低，为(3~156)×10-6.国内 发低成本高强度管线钢.但是，钛微合金化的钢 关于T-Mg复合脱氧对于改善钢材组织的研究还 收稿日期：20100908 基金项目：湖北省自然科学基金创新群体资助项目(2008CDA010)第 33 卷 第 10 期 2011 年 10 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 33 No． 10 Oct． 2011 Al--Ti--Mg 复合脱氧对钢中夹杂物及组织的影响 宋 宇 李光强 杨 飞 武汉科技大学钢铁冶金及资源环境利用省部共建教育部重点实验室，武汉 430081 通信作者，E-mail: songyuza2@ 163． com 摘 要 通过采用 Fe--50% Ti、Ni--16. 7% Mg 和 Fe--70. 74% Si 等合金对工业纯铁脱氧，研究了 Al--Ti--Mg 复合脱氧低碳钢中夹 杂物的类型和尺寸分布规律以及钢的铸态组织． 实验结果表明: Ti 处理比未加 Ti 处理试样夹杂物总量增加 400 mm － 2 ，而且夹 杂物明显细化; Ti--Mg 复合脱氧，钢中夹杂物的总量相对于 Mg 单独处理增加 200 mm － 2 ; Ti 处理后，奥氏体晶粒内出现大量针 状铁素体． 对比而言，Al--Ti--Mg 复合处理钢中针状铁素体分布最为均匀，无块状铁素体出现． 关键词 低碳钢; 夹杂物; 脱氧; 氧化物冶金; 晶粒细化; 针状铁素体 分类号 TF777. 3 Influence of Al-Ti-Mg complex deoxidation on the inclusions and microstructure of steel SONG Yu ，LI Guang-qiang，YANG Fei Key Laboratory of the Ministry of Education of China for Ferrous Metallurgy and Resources Utilization，Wuhan University of Science and Technology，Wu￾han 430081，China Correspondent author，E-mail: songyuza2@ 163． com ABSTRACT The phases，size distribution and morphology of inclusions as well as the microstructure of low carbon steel which is complex deoxidized by Al-Ti-Mg were investigated by technically deoxidizing pure iron with Fe-50% Ti，Ni-16. 7% Mg and Fe-70. 74% Si． The experimental results show that in comparison with non-Ti-treated samples the total number of inclusions in the Ti-treated steel increases by 400 mm － 2 ，meanwhile the size of inclusions decreases obviously． Comparing with Mg deoxidizing，the total number of in￾clusions in the Ti-Mg complex deoxidized steel increases by 200 mm － 2 ． There is a large number of acicular ferrite in austenite grains af￾ter being Ti-treated． The distribution of acicular ferrite is the most uniform and no polygon ferrite was observed in the Al-Ti-Mg complex deoxidized steel． KEY WORDS low carbon steel; inclusions; deoxidation; oxide metallurgy; grain refinement; acicular ferrite 收稿日期: 2010--09--08 基金项目: 湖北省自然科学基金创新群体资助项目( 2008CDA010) 氧化物冶金作为细化晶粒、提高钢的强韧性的 前沿技术，引起了冶金工作者的极大兴趣． 研究发 现 TiO、Ti2O3 等夹杂物都可以诱导产生针状铁素 体［1］; 此外，含 Ti 夹杂物即使在大线能量焊接条件 下也能够细化钢的焊接热影响区的组织，并提高焊 接效率，改善钢材的焊接性能［2--4］． Ti 是价格相对 低的微合金化元素，利用 Ti 的碳氮化物的沉淀强 化，可以获得 600 MPa 级以上的高强度钢［5］． 利用 Ti 微合金化提高强度的同时又不降低韧性，可以开 发低成本高强度管线钢［6］． 但是，钛微合金化的钢 也有一个致命的缺点，即低温冲击韧性变差［6］，原 因可能是 TiN 夹杂物的存在． Suito 等［7］ 基于Fe-- 10% Ni 合金的研究表明，Ti--Mg 复合脱氧的钢中氧 化物夹杂的数量比单纯 Mg 脱氧多，粒度分布更加 集中． Park 等［8］通过实验和热力学计算探讨了 Al 对 Mn--Si--Ti--Mg 脱氧钢的夹杂物组成的影响，其 Al 的质量分数限于( 6 ～ 187) × 10 － 6 ． Chang 等［9］还研 究了 Mg 对 Mn--Si--Ti 脱氧钢中夹杂物的影响． 他们 所研究的 Ti 的范围很低，为( 3 ～ 156) × 10 － 6 ． 国内 关于 Ti--Mg 复合脱氧对于改善钢材组织的研究还 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2011.10.017