第10期 宋宇等：A-Ti-Mg复合脱氧对钢中夹杂物及组织的影响 ·1217· 60 4338 400 400 259 281% 20m 11.1 11.3% 1249 050.5-1.01.0-2.02.0-30>30 d050.5-1.01.0-202.0-3.0>3.0 夹杂物大小加m 夹杂物大小加m 图62号(a)和4号(b)试样夹杂物尺寸分布对比 Fig.6 Comparison of size distribution of inclusions between Samples 2 (a)and 4 (b) 夹杂物总数的2.5%，即Ti处理可有效细化夹杂物 颗粒 053.59% 2.3TiMg复合脱氧对钢中夹杂物类型和尺寸分 Mg6.109● 布的影响 A1:15.61% Ti:14.10% 图7为TiN与AL,O3·Mg0的复合夹杂物，图8 Pe10.80c 为Ti的氧化物和A山03·Mg0的复合夹杂物.5号试 样为Al脱氧后，Ti-Mg复合处理.对5号试样进行 电镜观察和EDS分析发现，采用Ti-Mg复合脱氧的 试样中不仅有单个的TiN、Ti,O,以及Mg0夹杂，而 80w室 且有大量Ti,0,和AL,03·Mg0以及TiN与Al,03· 图8Ti氧化物和A山203·Mg0的复合夹杂物 Mg0的复合夹杂物.这类夹杂物均以A山2O3·Mg0 Fig.8 Composite inclusions of Ti oxides and Al2O:.Mgo 为核心，说明含Al钢液中加入Mg可以形成大量细 小的A山，03·Mg0,为分散氧化物、氮化物夹杂提供了 的增加MgA山，0，增多；在Ti质量分数小于0.01%的 条件. 钢中，要得到Mg2TiO,需增加Mg含量减少Al含量； 在Ti质量分数大于0.01%钢中很难形成Mg2Ti04. 040.85% Mg6.94% N40.87% 由于本实验中Ti质量分数大于0.01%，Al质量分 AL:19.08% Ti4.93% T:43.73% 数也远高于4×10-6，实验结果中未观察到 Fe:28.20% Fe:l5,40% Mg2TiO,这与Hideki等的计算结果一致. 表4A-Ti-Mg脱氧热力学数据 Table 4 Thermodynamic data of Al-Ti-Mg deoxidation No. 反应方程式 IgK Ti02(s)=T]+2[0] 35291.17/T-11.7 2 Mgo(s)=[Mg]+[o] -38067/T+12.46 图7TiN与AL2O3·Mg0的复合夹杂物 AL203(s)=2[A]+3[O) -62800.42/T+20.18 Fig.7 Composite inclusions of TiN and Al,0MgO 4Mg0Al203(s)=Mg0(s)+A203(s) -982.24/T-0.329 5MgTi04=2Dg1+[T]+4[O]-40842.83/T+13.22 表4为Al、Ti和Mg脱氧的热力学数据.根据 表4的热力学数据，0no等m对1973K下Ti-Mg-Al 图9为5号、6号试样的夹杂物尺寸分布图. 复合脱氧钢中Mg2TiO4和MgAl,O,的形成进行了热 图9(a)显示5号试样中小于1um的夹杂物占了夹 力学计算.结果表明，平衡状态下A-Ti-Mg的脱氧 杂物总数的67.9%，其中0.5~1μm占46.5%： 产物为Mg2TiO,和MgAl2O4共生相.当钢中Al质 3um以上的夹杂物也存在，但仅占夹杂物总数的 量分数小于4×10-6时，生成Mg2T04,随着A1含量 3.4%.图9(b)显示6号试样中小于1um的夹杂物第 10 期 宋 宇等: Al--Ti--Mg 复合脱氧对钢中夹杂物及组织的影响 图 6 2 号( a) 和 4 号( b) 试样夹杂物尺寸分布对比 Fig． 6 Comparison of size distribution of inclusions between Samples 2 ( a) and 4 ( b) 夹杂物总数的 2. 5% ，即 Ti 处理可有效细化夹杂物 颗粒． 2. 3 Ti--Mg 复合脱氧对钢中夹杂物类型和尺寸分 布的影响 图 7 为 TiN 与 Al2O3 ·MgO 的复合夹杂物，图 8 为 Ti 的氧化物和 Al2O3 ·MgO 的复合夹杂物． 5 号试 样为 Al 脱氧后，Ti--Mg 复合处理． 对 5 号试样进行 电镜观察和 EDS 分析发现，采用 Ti--Mg 复合脱氧的 试样中不仅有单个的 TiN、Ti3O5以及 MgO 夹杂，而 且有大量 Ti3O5 和 Al2O3·MgO 以及 TiN 与 Al2O3· MgO 的复合夹杂物． 这类夹杂物均以 Al2O3 ·MgO 为核心，说明含 Al 钢液中加入 Mg 可以形成大量细 小的 Al2O3 ·MgO，为分散氧化物、氮化物夹杂提供了 条件． 图 7 TiN 与 Al2O3 ·MgO 的复合夹杂物 Fig． 7 Composite inclusions of TiN and Al2O3 ·MgO 表4为 Al、Ti 和 Mg 脱氧的热力学数据． 根据 表 4的热力学数据，Ono 等［11］对 1 973 K 下Ti--Mg--Al 复合脱氧钢中 Mg2TiO4 和 MgAl2O4 的形成进行了热 力学计算． 结果表明，平衡状态下 Al--Ti--Mg 的脱氧 产物为 Mg2TiO4 和 MgAl2O4 共生相． 当钢中 Al 质 量分数小于 4 × 10 － 6 时，生成 Mg2TiO4，随着 Al 含量 图8 Ti 氧化物和 Al2O3 ·MgO 的复合夹杂物 Fig． 8 Composite inclusions of Ti oxides and Al2O3 ·MgO 的增加 MgAl2O4 增多; 在 Ti 质量分数小于 0. 01% 的 钢中，要得到 Mg2TiO4 需增加 Mg 含量减少 Al 含量; 在 Ti 质量分数大于 0. 01% 钢中很难形成 Mg2TiO4 ． 由于本实验中 Ti 质量分数大于 0. 01% ，Al 质量分 数也 远 高 于 4 × 10 － 6 ，实验结果中未观察到 Mg2TiO4，这与 Hideki 等的计算结果一致． 表 4 Al--Ti--Mg 脱氧热力学数据 Table 4 Thermodynamic data of Al-Ti-Mg deoxidation No． 反应方程式 lgK 1 TiO2 ( s) =［Ti］+ 2［O］ 35 291. 17 /T － 11. 7 2 MgO( s) =［Mg］+［O］ － 38 067 /T + 12. 46 3 Al2O3 ( s) = 2［Al］+ 3［O］ － 62 800. 42 /T + 20. 18 4 MgO·A12O3 ( s) = MgO( s) +Al2O3 ( s) － 982. 24 /T － 0. 329 5 Mg2 TiO4 = 2［Mg］+［Ti］+ 4［O］ － 40 842. 83 /T + 13. 22 图 9 为 5 号、6 号试样的夹杂物尺寸分布图． 图 9( a) 显示 5 号试样中小于 1 μm 的夹杂物占了夹 杂物总数的 67. 9% ，其中 0. 5 ～ 1 μm 占 46. 5% ; 3 μm以上的夹杂物也存在，但仅占夹杂物总数的 3. 4% ． 图9( b) 显示6 号试样中小于1 μm 的夹杂物 ·1217·