电话:13284825541 邮箱:gugang@mffuture.com
语言:

快捷导航

锰铁合金连铸行为很好地对应了DSC测量结果

锰铁合金由此来看热力学软件计算对Fe-C-Si-Mn钢种相图计算不准确,为了调查和证明图5中的发现,检验所选择对应合金是建立在Fe-C-1%Si-2%Mn基础上,试验过程见图6右边所示,这里的“B”合金类似于已经调查过的DP钢。在图6的右边,显示了加入的合金,所有的Fe-C-1%Si-2%Mn所用的合金(约60g)是使用高纯度原料在铝制的坩埚生产,使用高频电流熔化,在氩气保护下旋转浇铸,由于采用感应加热,所以试验的成分是均匀的,旋转浇铸在铜结晶器内迅速凝固,化学成分使用光谱仪分析,此外,碳含量使用LECO燃烧法进行分析,这种方法的测量精度很高。

为了评估高温相变(TLiquid, TSolid,TPerit, Tγ → δ),DSC测量在平衡条件下进行,见之前的描述。研究使用的设备是NETZSCH DSC404F1 Pegasus,带有金属铑感应炉和铂金DSC检测传感器,检测纬度是S热电偶。新测量相变见图7所示,使用彩色点记录,可以连接成一个简单的直线,表示一个新的相互关系。

测量的相变与计算结果进行比较,对比清晰地表明,高温相铁素体明显大于所预期的范围,预计到固相线温度稍高(Tsolid),γ相到δ相转变(Tγ→ δ + γ)发生在高的多碳含量范围,并且温度较低,包晶范围II区发生在高碳含量区域。注意到包晶转变温度明显比计算出来的温度要低。目前的调研显示使用不同合金量和DSC测量,相图可能需要重新评估的,然而,这种情况,四种不同合金量不足以准确预报包晶范围,也不足以给出准确的CA*和 CB*点。从基础数据描叙的软件计算来看,使用了三元子相图系统:即Fe-C-Si,Fe-C_Mn和Fe-Si-Mn。前面两个三元铁碳系统硅含量一直到1%,而锰含量一直到2%。仅仅在Fe-Si-Mn钢种中,实验和计算值能够对应。锰铁合金这个怀疑被证实,差别在新的测量和计算值发生在非常低碳的情况下,结果对Fe-Si-Mn钢种进行详细调查,因为使用软件计算,这个三元系统在高硅含量和高锰含量情况下是正确的。特别是铁素体形成元素硅和奥氏体形成元素锰交互作用的了解,对于从热力学角度来描述DP钢、TRIP钢和TWIP钢是极为重要的。

讨论和结论:当前的研究需要使用试验方式调查模拟新的钢种,特别增加硅含量和锰含量,硅通常作为强铁素体形成元素,于是期望压缩亚包晶钢范围,但是新的发现结果表明这种陈述是有问题的。

实验这个假设,必须采用可靠的实验手段和方法,但是按照目前的研究叙述,对包晶钢的识别没有标准商用可靠的实验室方法。因此,大量文献查阅来寻找可用的实验方法,明确这些方法的局限性和可利用性,使用三种不同的方法:直接方法、间接方法和实际凝固实验,另一个方法发展清楚指出,“间接方法”测量温度取决于焓的改变,这是实用来识别包晶钢钢种的方法。

当包晶相反应的时候,温度保持不变,伴随着一个明显的焓的变化,测量这个事件是明显的包晶反应证据。因此,DSC方法,具有高的灵敏度,用于来详细地调查Fe-C-Si系和Fe-C-Mn系钢种,在Fe-C-Si钢种试样上大量的DSC测量,使用热力学软件计算,发现硅对包晶区范围(CA*和CB*)的影响可以忽略不计,对比硅的影响,奥氏体形成元素锰度包晶范围产生很强的影响。在Fe-C-Si-Mn系钢种中非常重要的发现是,在重要的工业上广泛使用的这类高强高韧钢种,其包晶反应范围是在较高碳含量部分,δ区域将比是要比热力学软件计算出来范围要大。还需要进一步研究来证实这个重要的发现,浇铸中出现的缺陷发生在三元Fe-Si-Mn系中,锰铁合金而在Fe-C-Mn系统中没有,甚至在Fe-Si-C系中也没有。

锰铁合金