Qiang Wu, Yutang Li, Haoran Zhu, Lu Zhang, Dengping Ji, Daocong Yan, Bin Liu, and Jianxun Fu*
Steel Research International DOI：10.1002/srin.20240073053Cr21Mn9Ni4N (21-4N) 是一種時(shí)效強(qiáng)化的奧氏體氣閥鋼，是制造發(fā)動(dòng)機(jī)排氣閥的首選材料。鎂改質(zhì)是一種操作簡(jiǎn)便、低成本、高效冶金技術(shù)，不僅能有效改質(zhì)夾雜物，減少夾雜物的危害，同時(shí)還能改善碳化物與組織，提升產(chǎn)品的性能。上海大學(xué)先進(jìn)凝固技術(shù)中心(CAST)付建勛教授課題組使用鎂冶金技術(shù)對(duì)21-4N鋼進(jìn)行改質(zhì)工業(yè)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)在精煉末期添加含鎂鋁合金包芯線對(duì)鋼中夾雜物和碳化物進(jìn)行調(diào)控，探究鎂冶金工藝的工業(yè)實(shí)施效果并解析其作用機(jī)制。研究人員對(duì)比分析鎂改質(zhì)與未改質(zhì)試樣夾雜物、碳化物以及組織的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)鎂處理后鋼中的夾雜物由Al2O3-MnO轉(zhuǎn)變?yōu)镸gO-MnO-SiO2，尺寸分布更加細(xì)小彌散；鋼中塊狀碳化物M23C6明顯細(xì)化，最大尺寸從15.1 μm減小到13.4 μm，層狀析出物γ+M23C6最大尺寸從98.8 μm減小到68.8 μm。作者基于檢測(cè)結(jié)果提出了鎂改質(zhì)的作用機(jī)理：鎂處理后形成大量細(xì)小彌散分布的含鎂氧化物，為奧氏體析出提供更多的異質(zhì)形核核心，奧氏體晶粒細(xì)化；凝固時(shí)機(jī)提前，有效減小碳元素的富集，限制了碳化物生長(zhǎng)行為，有助于碳化物細(xì)化及彌散分布。
圖1 S1鋼中典型碳化物的形貌 (a-c) 二維形貌。(d-f) 三維形貌
圖2 S2鋼中典型碳化物的形態(tài)貌 (a-c) 二維形貌；(d-f) 三維形
圖3 最終凝固區(qū)對(duì)碳化物生長(zhǎng)行為的影響示意圖。(a-d) S1鋼。(e-h) S2鋼。Steel Research International 期刊是一本研究和開(kāi)發(fā)鋼鐵及相關(guān)材料的冶金學(xué)期刊。期刊范圍從工藝冶金和金屬成型到材料工程、過(guò)程控制和測(cè)試。期刊重點(diǎn)是鋼、鐵合金和與煉鋼和鋼鐵加工相關(guān)的材料，如耐火材料和爐渣。
