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锰铁合金不同的试验方法

锰铁合金按照目前掌握的方法,还没有哪一种商业化的方法能够在实验室条件下来识别包晶钢,因此,必须对各种有参考价值的文献进行研究,看其实验室条件下价值和局限性。通常,包晶反应不可能通过事后的简单的方式来看其相变的冶金过程,高温相变由后面的相叠加上来,所以不能观察看到高温相变过程,比如γ →α相变,但是可以使用迅速的冷却形成马氏体相来观察。高温下包晶相转变是在1550℃温度下(大约在液相线温度附近)进行的,所以来说温度是大的挑战。在这个温度下,实验室要保证钢水不能受到氧化和脱碳的影响,达到这个条件是非常困难的。在调查包晶钢中,也有不同的目的,导致出来各种研究方法,表2概述了实验室各种方法。

包晶钢试样方法分类

直接方法:凝固期间在线方法调查包晶相变机理:HT-LSCM和HT-Synchrotron

间接方法:传热分析确定所有相变温度,为了构建平衡相图(CA*和CB*):TA,DTA,DSC,DIL,XRD,TOA结合使用

凝固实验:简单凝固实验,实验室规模调查连铸结晶器初始凝固:SSCC实验和各种独立的方法

直接方法:直接方法允许凝固期间可以肉眼观察包晶相变和动力学过程,因此,必须配置高分辨影像技术和相应的光学镜头和高速影像采集设备。试样钢样需要熔化,然后选择凝固需要控制参数(冷却速率和梯度)。近几年来,强大的实验手段能够满足这些要求,两种方法分别是高温激光扫描共焦显微镜(HT-LSCM)和高温同步加速x射线影像分析仪(HT-Synchrotron)。锰铁合金这些方法具有能力直接完成凝固条件下动力学研究和调查包晶相变机理。现有发表的文献大多数局限在二元合金和低合金钢范畴内,直到现在,高合金钢和高硅高锰含量的钢种没有系统研究,时代发展需要这样研发。

间接方法:间接方法使用热力学分析平衡相图的方法,在包晶相 CA和CB点之间进行甄别,术语“热力学分析方法”参考温度变化时候测量试样特性的变化。这是典型的平衡相研究,是将试样缓慢升温直到熔化。这些方法用来确定所有的相变过程和相变行为(高温区I-IV),都概括在表1中。表3给出尽可能满足这些要求的实验室方法概述,可以检验铁碳系统钢种中合金元素的影响,也列出所分析的材料特性值。热力学分析方法,测量温度取决于焓的变化,是适应识别包晶钢钢种的方式,当包晶相转变时,在一个不变的温度下,伴随着非常明显焓的变化,通过测量这一事件就可以非常清楚知晓包晶反应。差分扫描热分析法(DSC)具有高的灵敏度,在下面章节中进行详细描述。其它的方法像膨胀测定法(DIL),热光学分析(TOA)和x射线衍射都是非常强大的工具,可以用来确定γ相→ δ相转变,但是需要出现液相状态,所以具有一定的局限性,这造成了表1中III区和IV区的范围内根本无法区分开来。不同的热量分析方法对比结果是,热分析差(DTA)和DSC两种方法在辨别包晶钢是理想的,可以确定所有的相转变温度,一直到液相线温度,并且可以清晰地分辨I~IV区范围。锰铁合金于是在铁碳系钢种内的合金元素的影响和CA和CB的位置就能够使用这些方法来确定。

锰铁合金