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铸坯加热过程中CaO-SiO2-Al2O3(-MgO)夹杂物的结晶行为

2025-06-19 17:0350下载
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文件大小:2.67M

  摘要:为了优化现有硅锰脱氧钢夹杂物塑性化控制工艺,考察了CaO-SiO2-Al2O3 (-MgO)夹杂物在随铸坯一同加热过程中的等温结晶行为。在实验室制备了一系列不同MgO含量的玻璃渣样品以模拟硅锰脱氧钢中相同成分的玻璃态夹杂物,并通过等温加热试验,绘制了夹杂物在温度为950~1250 ℃时的玻璃-结晶转变(time-temperature-transformation,TTT)曲线。试验结果表明,低熔点的CaO-SiO2-Al2O3夹杂物在热处理过程中结晶倾向较低,易于保持玻璃态稳定。然而,随着体系中MgO含量增加,夹杂物的结晶能力逐渐增强。当MgO含量为0时,合成夹杂物的主要结晶温度为1150~1250 ℃。随着MgO质量分数增加至4.4%,合成夹杂物的结晶温度扩大至1100~1250 ℃。当MgO质量分数进一步增加至8.1%及以上时,合成夹杂物的结晶温度进一步扩展至950~1250 ℃。CaO-SiO2-Al2O3 (-MgO)体系夹杂物主要以表面结晶方式析出,且其结晶程度随热处理温度升高和时间延长而增大。XRD(X-Ray Diffraction)分析表明,不含MgO时,合成夹杂物热处理后析出的主要晶相为Ca2Al2SiO7和CaSiO3。添加MgO后,合成夹杂物中析出的晶相转变为Ca2Al2SiO7和Ca2MgSi2O7。此外,热处理过程中CaO-SiO2-Al2O3-MgO夹杂物与硅锰脱氧钢基体之间会发生固相反应,且随着夹杂物中MgO含量升高,该固相反应程度及元素扩散行为逐渐增强。为防止低熔点夹杂物在热处理过程中发生结晶转变,需严格控制夹杂物中MgO含量,并依据TTT曲线合理设置铸坯加热温度和时间。

  文章目录

  1 试验

  1.1 样品制备

  1.2 等温加热试验

  1.3 铁坩埚保温试验

  2 结果与讨论

  2.1 不同MgO含量CaO-SiO2-Al2O3夹杂物的等温结晶行为

  2.2 热处理温度以及时间对夹杂物结晶行为的影响

  2.3 热处理过程中夹杂物和钢基体之间的界面反应

  3 结论



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