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摘要
以T4003铁素体不锈钢为研究对象，采用热力学计算与实验室试验的方法，对钇质量分数为0、0.007 0%、0.014 0%和0.023 0%的不锈钢中夹杂物进行了分析，研究了稀土元素钇含量对T4003铁素体不锈钢中夹杂物的影响，总结了不同钇含量对钢中夹杂物影响的规律。首先通过计算夹杂物的生成吉布斯自由能变预测了钢中生成的夹杂物种类，总结了不同钇含量试验钢中不同夹杂物的生成吉布斯自由能变随温度的变化规律。计算结果与扫描电镜对钢中夹杂物的检测结果一致。研究表明，不含钇的T4003不锈钢中夹杂物主要为尺寸不均匀的均相TiN夹杂物及少量Al2O3、Mg-Al-O、Ca-Ti-O与TiN的非均相复合夹杂物，添加钇后钢中夹杂物主要为小尺寸的TiN和部分以Y2O3和Y2O2S为核心表面包裹TiN的复合夹杂物。随着钢中钇含量的增加，钢中夹杂物的总含量先增加后减少，夹杂物平均直径先减小后增大。夹杂物中氧化物的改性路径为MgAl2O4-CaO-TiOx→MgAl2O4-Y2O3-(CaO-)TiOx→Y2O3-TiOx→Y2O3-Y2O2S及Y2O3和Y2O2S。试验钢中含TiN夹杂物的数密度与面积分数先增加后减少，平均直径先减小后增大。钇的加入使钢中小于4μm的小尺寸含TiN夹杂物数量增多，但钇的加入量过高时，含TiN夹杂物的细化程度减弱。当钢中钇质量分数为0.007 0%与0.014 0%时，渣中含TiN夹杂物的尺寸明显减小，大尺寸的含TiN夹杂物数量显著减少。
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