钢铁研究学报

作者：赵浩恩, 成国光, 鲍道华, 周孟杰, 张涛

单位：北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室,北京100083

关键词：2507双相不锈钢,铝-氧平衡,Al2O3夹杂物,热力学计算,夹杂物控制,SiO2-MnO-Cr2O3类夹杂物

基金：国家自然科学基金资助项目(51874034)

为了探究2507双相不锈钢中铝含量对氧含量及夹杂物影响,使用实验室真空感应炉熔炼不同Al含量的钢锭,检测钢中的O含量,使用扫描电镜和能谱仪观察夹杂物的形貌、成分及尺寸,对实验结果进行了分析统计,并利用FactSage软件计算Al含量对夹杂物种类与含量的影响。在Al含量对O含量影响的研究中发现,钢中O含量先随Al含量的增加迅速降低,并逐渐转变为随Al含量的增加而升高,在Al质量分数为0.1%~0.3%时,O质量分数保持在0.001%左右。在Al含量对夹杂物影响的研究中发现,Al_t质量分数小于14×10^-6时,钢中Al的含量不足以生成Al₂O₃类夹杂物,钢中Si、Mn和Cr元素会与O反应生成SiO₂-MnO-Cr₂O₃类夹杂物。当Al_t质量分数达到44×10^-6时,钢中除了SiO₂-MnO-Cr₂O₃类夹杂物外,还开始出现聚集的Al₂O₃类夹杂物,同时,观察到由于Al不足而未被Al完全还原的SiO₂-MnO-Cr₂O₃类夹杂物。当Al_t质量分数高于98×10^-6时,此时钢液中的Al足以将SiO₂-MnO-Cr₂O₃类夹杂物全部还原,观察到钢中夹杂物全部为Al₂O₃类夹杂物。另外,统计了不同Al含量下钢中夹杂物尺寸,发现当钢中Al含量较低时,SiO₂-MnO-Cr₂O₃类夹杂物的平均尺寸大于Al₂O₃夹杂物的平均尺寸;而随着钢中Al含量的不断升高,Al₂O₃夹杂物的最大尺寸和平均尺寸都逐渐增大。根据热力学计算的结果,为了获得较低O含量及及较小夹杂物尺寸的2507双相不锈钢,需要将钢中铝质量分数控制在72×10^-6以上。

来源：2025年第2期

《钢铁研究学报》期刊编辑部

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