高级别管线钢钛脱氧产物解析及针状铁素体形核机理研究

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1、武汉科技大学博士学位论文高级别管线钢钛脱氧产物解析及针状铁素体形核机理研究姓名：齐江华申请学位级别：博士专业：钢铁冶金指导教师：薛正良20090426第1I页武汉科技大学博士学位论文寸为1～2岬球形复合夹杂物；通过夹杂物颗粒分布统计分析发现，钢中夹杂物的数目是随着氧含量的降低而减少，但平均尺寸却随着氧含量的降低是先减小后增大；通过对凝固析出的超细夹杂物的内部形貌、结构和物相组成的SEM+EDS+EBSD研究表明，控制氧含量在50ppm以下，夹杂物的物相组成都是有利于针状铁素体形核的Ti203和凝

2、固过程中以Ti203为形核核心的lVlnS，并通过透射电镜下选区电子衍射证实了EBSD的分析结果，总结归纳出了研究微米级夹杂物内部结构和物相组成的新思路；通过对微观组织的观察发现，钛脱氧钢的组织为针状铁素体，且随着钛含量的增加，组织细化越明显；诱发针状铁素体的夹杂物都是Ti203和IVlnS以及个别含A1203的复合夹杂物，同时发现细小的lVlnS也能诱发针状铁素体的形成。诱导针状铁素体形核的夹杂物尺寸在l'--3“m左右，形成针状铁素体的宽度在1～3岬，长度约在5一,151Jm之间。综合以上分

3、析表明，钛含量控制在0．015％"--0．02％，氧含量控制在O．002％左右时，最有利于析出大量的诱发针状铁素体形核的Ti203的复合夹杂物；通过空冷组织和淬火组织的对比，发现钛脱氧钢形成针状铁素体除了与夹杂物本身的性质有关外，还与冷却速度也有非常重要的关系。在金相试样上和RTO表征法制样的扫描电镜元素分布分析表明，Ti、0元素主要分布在夹杂物的中心，S元素主要分布在夹杂物的外围，而从Mn元素的分布来看，在夹杂物中心和外围都含有Mn；通过RTO表征法制样的夹杂物透射电镜分析，在夹杂物最外围有单

4、独的S元素存在，即夹杂物本身存在Mn贫乏区；通过对夹杂物拉曼光谱分析表明，钛脱氧钢样夹杂物除了Ti203和MnS外，还存在有MnTi03；在对钛脱氧产物深度解析的基础上，发展并完善了Ti203诱发IGF的贫锰区机制。关键词：高级别管线钢；氧化物冶金；真空碳脱氧；Ti203；针状铁素体；贫锰区武汉科技大学博士学位论文第1II页ABSTRACTWiththeimprovingofstrengthandtoughnessofpipelinesteel，weldingperformanceofhighg

5、radepipelinesteelhasbecomethecriterionofthequalityofpipelinesteel．SincetheconceptionofoxidemetallurgyhasbeenadvancedbyNipponSteel，Ti—deoxidizedproductsdrawtheattentionandarestudiedinthemetallurgyandmaterialacademiccommunity．IthasbeenacceptedthatIGFin

6、ducedbytheinclusionsCanmaintainHAZinagoodconditionofstrengthandtoughnesstoimprovetheweldabilityofsteel．Butatpresenttherealestillcontroversiesinthemechanismofoxidemetallurgyandthephase-componentoftitaniumoxides(mainlyincludingTiO，Ti02，Ti203andTi305)．D

7、uetothetechnicalmonopolyfromNipponSteelandsomeotherenterprises，themechanismandtechnologydevelopmentaboutoxidesmetallurgyareimprovedslowly．Topromotethistechnologytoapplyintheindustry弱soonaspossible,itisnecessarytorecognizethedeoxidizationprocessandpro

8、ductscomprehensively,throughwhichthesmeltingprocessCanbecontrolledpreciselyinthebaseofmasteringtheforminglawoflGEReferringtoagreatdealoftheliteratures，thisresearchhasfirstcalculatedthethermodynamicsanddynamicsindeoxidizationprocesscontrollingandpreci