高鈦鋼中TiC析出機制

鈦作為一種相對廉價的微合金元素,被廣泛用于提高鋼的強度，改善鋼材的服役性能。由于鋼中一般均含有一定量的碳和氮元素，因而鈦通常會形成碳化鈦或氮化鈦；由于碳化鈦或氮化鈦具有相同的氯化鈉類型的晶體結(jié)構(gòu)且點陣常數(shù)相差不大，因而通常會完全互溶并形成碳氮化鈦。一般Ti微合金鋼中Ti的質(zhì)量分數(shù)在0.05%~0.20%之間。

鋼鐵研究總院的學者通過凝固實驗并結(jié)合Thermo-Calc軟件研究了高鈦鋼(Ti質(zhì)量分數(shù)為0.6%)在凝固過程中TiC的析出方式及形態(tài)。結(jié)果表明：由于選分結(jié)晶的作用，TiC在凝固最后階段沿著原始奧氏體晶界析出，并形成離異共晶組織，以片狀或桿狀形式存在，析出相厚度約為1~3μm。Mo溶入TiC后形成(Ti,Mo)C，相分析數(shù)據(jù)表明，Ti/Mo質(zhì)量比為3.4。采用熱力學軟件及TiC溶解度積分別得出TiC開始析出溫度分別為1453及1487℃，析出溫度略高于固相線溫度，析出質(zhì)量分數(shù)可以達到0.35%。