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重轨钢中碳氮化物析出动力学分析与控制

2017-02-03 09:51 来源：中联钢

重轨钢是高速铁路使用最广泛的钢种之一，要求高洁净度、高强度、高韧性和高抗疲劳性能等，实现高速铁路钢轨钢的“高洁净度”是炼钢工艺技术研究面临的难点与重点，非金属夹杂物对其影响最为显著。其中碳氮化物是不变形的高熔点夹杂物，对加工性能和疲劳性能危害较大。王新华等人研究了高速车轮钢中TiN夹杂物的析出，提出了在生产中适当提高连铸二冷的冷却速率，减少凝固前沿Ti和N的富集时间，从而减少纯TiN的析出。

北京科技大学的学者采用偏析模型和动力学方法研究了钢液凝固过程中元素偏析及冷却速率对氮化物夹杂物析出长大的影响；计算结果表明，凝固末期残余液相中的Ti，V，C和N等元素的浓度分别提高到其初始浓度的4.68、2.34、4.55和3.3倍；通过降低钢中Ti和N含量及增大冷却速率从0.27K/s到37.96K/s，可以推迟TiN夹杂物的析出时机并减小其尺寸。以规则溶液亚点阵模型为基础，计算了重轨钢中碳氮化钒钛复合夹杂物的形成过程。