《高性能中厚板鋼中微小氧化物夾雜在凝固前沿行為研究》是依託北京科技大學，由黃福祥擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高性能中厚板鋼中微小氧化物夾雜在凝固前沿行為研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：黃福祥
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
採用高溫雷射共聚焦掃描顯微鏡、定向凝固等實驗方法對中厚板鋁脫氧鋼中的一次微小氧化物夾雜、鈦脫氧鋼凝固過程中析出的二次微小氧化物夾雜在凝固前沿行為進行研究，重點研究夾雜物特徵（形貌、類型、尺寸和數量）、鋼液成分及冷卻速率等因素對一次微小氧化物夾雜在凝固前沿聚集長大、被凝固前沿推動/捕捉行為的影響規律，提出防止凝固過程中一次微小氧化物夾雜聚集長大的控制方法；研究鈦脫氧鋼凝固過程中析出的二次鈦氧化物夾雜在凝固前沿形核長大及被凝固前沿推動/捕捉行為的影響因素及規律，為控制鈦脫氧鋼凝固過程中形成尺寸細小、均勻分布且能誘導針狀鐵素體的鈦氧化物夾雜提供理論指導；建立基於夾雜物被凝固前沿推動/捕捉行為的二次氧化物夾雜析出長大數學模型，對鈦脫氧鋼凝固過程析出的二次鈦氧化物夾雜的大小進行預測。研究結果對於提高高性能中厚板鋼中夾雜物控制水平，改善焊接熱影響區韌性及推動氧化物冶金技術進步都具有重要意義。
結題摘要
為了提高國內高性能中厚板鋼中夾雜物控制水平，改善大線能量焊接熱影響區韌性及推動氧化物冶金技術進步，本項目採用高溫雷射共聚焦掃描顯微鏡對高性能中厚板鋼中微小氧化物夾雜在凝固前沿行為進行了系統研究。通過對中厚板鋁脫氧鈣處理鋼中的一次微小氧化物夾雜（直徑≤5μm）在凝固前沿推動/捕捉行為的原位動態觀察研究，發現夾雜物的類型和冷卻速率對於其被凝固前沿推動/捕捉行為具有重要影響，冷卻速率越大，微小夾雜物越容易被凝固前沿捕獲；相同冷卻速率下，液態夾雜物比固態夾雜物更容易被凝固前沿推動。通過對鋁鈦複合脫氧鋼中的二次鈦鋁複合氧化物夾雜在凝固前沿形核長大及被凝固前沿推動/捕捉行為的原位動態觀察研究，發現微小尺寸的鈦鋁複合氧化物夾雜在平面狀凝固前沿易於被捕獲，而較大尺寸的鋁鈦複合夾雜物則易於在凝固前沿聚集長大，同時還對微小鋁鈦複合夾雜物誘導針狀鐵素體的過程進行了初步的原位動態觀察研究。建立了Ti脫氧鋼中二次氧化物夾雜析出長大的數學模型和夾雜物被凝固前沿推動/捕捉行為的模型，並對鈦脫氧鋼凝固過程析出的二次鈦氧化物夾雜的大小進行了預測，預測值與實驗室觀察結果吻合較好。為了能夠更好的理論聯繫實際，本項目在大生產中系統研究了RH精煉過程中鋁脫氧鈣處理鋼中一次非金屬夾雜物的碰撞、聚集、長大和去除行為，發現RH循環過程中固態夾雜物比液態夾雜物更容易去除，基於此結論最佳化了熱軋中厚板鋼夾雜物控制工藝，大大提高了鋼中微小夾雜物的去除效率，新工藝對提高高品質熱軋中厚板產品性能和質量穩定性起到了重要作用。
