孙晓林等：基于双亚点阵模型对H13钢中初生碳氨化物的研究 ·65· 表2碳氨化物热力学计算参数 Table 2 Thermodynamic parameters of carbonitrides 标准生成自由能/(J·mol1) 参考文献 相互作用系数/(Jmol1) 参考文献 △G9=-121172+96.62T [15] L5。=-28000 [19] △G8=-197546+104.097 [16] L心=240 [] △G8=-164980+90.75T [16] L乐v=8880 [7] △G8=-379000+149T [17] L六=3780 [7] △G况c=-9601+36.02T [18] 日=-4260 [6] 注：MoN标准生成自由能为零，尝=L。=0. 表3钢液中各元素活度相互作用系数[16,20-2】 Table 3 Wagner interaction coefficients in liquid steels C Si n P Mo Cr N Ti C 0.14 0.08 -0.012 0.051 0.046 0.038 -0.0085 -0.024 0.11 -0.08 -0.17 0.042 0.0057 -0.041 -0.028 0.015 0.012 -0.35 Ti 0.3 0.026 0.043 0.01 0.06 0.028 -2.041 0.048 0.13 0.047 0.02 0.051 0.007 -0.093 0.011 -0.047 0 -0.53 Mo 0.097 0.0048 -0.0066 -0.0005 0.0121 0.0003 0.1 (Va5,Moas)(C,N-y)中固溶氮含量增加(y值减 a (b) c 少)时，其生成临界固相率减小，说明N元素固溶将 ◆ 利于该碳氨化物生成；y=1即粒子为(V。5,Moas)C, f-0.96 只有当f>0.96时才能满足生成条件.当y=0.85 时，在实验检测成分下∫.≥0.96时可生成(V, Mo-)(Ca5,Nas),固溶合金含量也可对该碳氮化物 f=0.96· f=0.96 =0.96 生成自由能产生影响，图6表明y=0.85时当(V, Mo-)(C,N-,)中V增加时，不利于此类碳氮化物 ◆一x=0.809 ▲-x=0.85e -x=0.901 的生成，由于临界生成固相率增加，长大时间缩短，最 -2 △-x=0.85 1=1.00 终致使粒子尺寸减小. 0.40.60.81.0 0.40.60.81.0 0.40.60.81.0 a (b) 固相率，∫ 4 图6凝固过程中(V.,Mo1-)(Cas,Na5)的生成与x值关系 ■f=096 Fig.6 Relationship between (V.,Mo)(Co.s5,No is)formation 2 and x values during solidification f=0.96 f=0.96 f=0.96 盟 35 30 A点 2 ◆-y=0.80 +-y=0.85 ·-1=0.90 0-3=1.00 且25 0.40.60.81.0 0.40.60.81.0 0.40.60.81.0 固相率人 20 图5凝固过程中(Va5,Mas)(C,N-,)的生成与y值关系 15 Fig.5 Relationship between (Vo.ss,Moois)(C,,NI-)formation and y values during solidification 当y在0.80~0.85时对不同组成的(V., 0.800.820.840.860.880.900.920.94 Mo-)(C,N-,)初生碳氨化物尺寸进行统计，粒子尺 VMo-CN中的x值 寸与组成密切相关.图7说明当(V,Mo1-)(C, 图7(V,Mo1:)(C,N,)中合金成分与尺寸关系 N,,)中V含量增加时形成的碳氮化物尺寸减小，x在 Fig.7 Relationship between the size and soluted alloy content of 0.8~0.9之间时尺寸为10~25m,符合上述理论分 (V:.Moi-)(C,.Ni-)孙晓林等: 基于双亚点阵模型对 H13 钢中初生碳氮化物的研究 表 2 碳氮化物热力学计算参数 Table 2 Thermodynamic parameters of carbonitrides 标准生成自由能/ (J·mol - 1 ) 参考文献 相互作用系数/ (J·mol - 1 ) 参考文献 驻G 苓 VC = - 121172 + 96郾 62T [15] L C VMo = - 28000 [19] 驻G 苓 VN = - 197546 + 104郾 09T [16] L V CN = 240 [7] 驻G 苓 TiC = - 164980 + 90郾 75T [16] L C TiV = 8880 [7] 驻G 苓 TiN = - 379000 + 149T [17] L N TiV = 3780 [7] 驻G 苓 MoC = - 9601 + 36郾 02T [18] L Ti CN = - 4260 [6] 注:MoN 标准生成自由能为零,L Mo CN = L N VMo = 0. 表 3 钢液中各元素活度相互作用系数[16,20鄄鄄21] Table 3 Wagner interaction coefficients in liquid steels e j i C Si Mn P S V Mo Cr N Ti C 0郾 14 0郾 08 -0郾 012 0郾 051 0郾 046 -0郾 038 -0郾 0085 -0郾 024 0郾 11 -0郾 08 V -0郾 17 0郾 042 0郾 0057 -0郾 041 -0郾 028 0郾 015 — 0郾 012 -0郾 35 — Ti -0郾 3 -0郾 026 -0郾 043 -0郾 01 -0郾 06 — — 0郾 028 -2郾 041 0郾 048 N 0郾 13 0郾 047 -0郾 02 0郾 051 0郾 007 -0郾 093 -0郾 011 -0郾 047 0 -0郾 53 Mo -0郾 097 — 0郾 0048 -0郾 0066 -0郾 0005 — 0郾 0121 -0郾 0003 -0郾 1 — (V0郾 85 ,Mo0郾 15 ) ( Cy,N1 - y ) 中固溶氮含量增加( y 值减 少)时,其生成临界固相率 f P减小,说明 N 元素固溶将 利于该碳氮化物生成;y = 1 即粒子为(V0郾 85 ,Mo0郾 15 )C, 只有当 f s > 0郾 96 时才能满足生成条件. 当 y = 0郾 85 时,在 实 验 检 测 成 分 下 f s 逸 0郾 96 时 可 生 成 ( Vx, Mo1 - x)(C0郾 85 ,N0郾 15 ),固溶合金含量也可对该碳氮化物 生成自由能产生影响,图 6 表明 y = 0郾 85 时当( Vx, Mo1 - x)(Cy,N1 - y)中 V 增加时,不利于此类碳氮化物 的生成,由于临界生成固相率增加,长大时间缩短,最 终致使粒子尺寸减小. 图 5 凝固过程中(V0郾 85 ,Mo0郾 15 )(Cy,N1 - y)的生成与 y 值关系 Fig. 5 Relationship between (V0郾 85 ,Mo0郾 15 ) (Cy,N1 - y ) formation and y values during solidification 当 y 在 0郾 80 ~ 0郾 85 时 对 不 同 组 成 的 ( Vx, Mo1 - x)(Cy,N1 - y)初生碳氮化物尺寸进行统计,粒子尺 寸与组成密切相关. 图 7 说明当 ( Vx, Mo1 - x ) ( Cy, N1 - y)中 V 含量增加时形成的碳氮化物尺寸减小,x 在 0郾 8 ~ 0郾 9 之间时尺寸为 10 ~ 25 滋m,符合上述理论分 图 6 凝固过程中(Vx,Mo1 - x)(C0郾 85 ,N0郾 15 )的生成与 x 值关系 Fig. 6 Relationship between (Vx,Mo1 - x ) (C0郾 85 ,N0郾 15 ) formation and x values during solidification 图 7 (Vx,Mo1 - x)(Cy,N1 - y)中合金成分与尺寸关系 Fig. 7 Relationship between the size and soluted alloy content of (Vx,Mo1 - x)(Cy,N1 - y) ·65·