钢铁研究学报

作者：宋虎翼, 周星志, 王德永, 侯栋, 屈天鹏, 田俊

单位：苏州大学钢铁学院,江苏苏州215021

关键词：超纯铁素体不锈钢,钇处理,TiN,凝固组织,界面润湿-晶格错配非均匀形核模型

基金：国家自然科学基金面上资助项目(52274339);苏州大学大学生创新创业训练计划资助项目(202210285159Y)

为了完整地揭示钇(Y)在超纯铁素体不锈钢中的作用,在低Y处理的基础上进行了高Y处理实验,3组平行实验Y添加量(质量分数)分别为0%(空白样)、0.016%(Y4样)和0.03%(Y5样)。TiN夹杂物检测结果表明,添加质量分数为0.016% Y后,钢中夹杂物的形貌和基本类型不发生改变,但是TiN夹杂物平均尺寸由4.33 μm降至3.35 μm,数量密度由59.18 mm^-2提高至190.01 mm^-2。通过机制分析,发现TiN细化主要归因于氧化物粒子数量增多。Y处理后,由于形核壁垒降低,得到了细化的凝固组织,并且钢中Y质量分数为0.016%时,等轴晶率由15.27%提高至37.12%,提高了21.85%;平均晶粒尺寸由3.202 mm降至2.074 mm,晶粒细化效率为35.23%。基于界面润湿-晶格错配非均匀形核模型,深入揭示了Y处理超纯铁素体不锈钢晶粒细化机制:TiN的数量密度(<i>N</i>_TiN)越高,临界形核过冷度(Δ<i>T</i>_c)越小,则实际的δ-Fe的非均匀形核率(<i>I</i>_heter)越大,最终的凝固组织等轴晶率越高、晶粒尺寸越小。

来源：2025年第1期

《钢铁研究学报》期刊编辑部

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