铝对稀土耐热钢中非金属夹杂物的影响

作者：王野光; 刘承军^*; 邱吉雨

来源：钢铁, 2022, 57(04): 52-57.

DOI：10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20210570

• 铝脱氧
• 稀土耐热钢
• 热力学计算
• 夹杂物类型
• 尺寸细化

稀土能够显著提升钢材的性能，是高品质钢中常见的合金元素之一。然而，由于稀土与O、S等杂质元素之间存在极强的亲和力，加入钢中后形成的高熔点、大尺寸夹杂物对浇铸工艺的顺行及产品质量均有严重危害。为了探讨不同铝含量对稀土耐热钢中非金属夹杂物类型及尺寸分布的影响，在利用优化的热力学模型进行模拟计算的基础上，设计并开展了高温试验。热力学计算结果表明，增大铝含量能够抑制钢中Ce2O3夹杂物的析出，同时促进CeAlO3和Ce2O2S夹杂物的析出，根据钢液中Ce、Al、O及S含量的变化，总结了夹杂物转变的临界热力学条件，当铝质量分数为0.025%～0.065%时，满足w([Al])/w([Ce])为270,Ce2O3变质成CeAlO3;当铝质量分数为0.065%～0.17%时，满足w([S])/w([O])为10,Ce2O3转变为Ce2O2S。试验结果表明，在铈加入量一定的情况下，随着铝质量分数在0～0.3%范围内增大，不同试验钢中典型夹杂物的变化趋势为Ce2O3→Ce2O3+CeAlO3→CeAlO3+Ce2O2S,相应地，夹杂物的平均粒径由4.69μm降低至2.73μm。由夹杂物类型与尺寸之间关系的统计结果可知，尺寸较小的Ce2O2S的形成是导致夹杂物尺寸减小的主要原因之一；适当增大稀土耐热钢的铝脱氧强度，能够通过改变夹杂物类型的方式，有效细化钢中夹杂物的尺寸，有望改善稀土耐热钢的水口结瘤问题和产品质量。

• 单位
  东北大学