凝固过程重轨钢中MnS粒子形核与长大动力学分析

来源：钢铁研究学报杂志2017年第9期北京时间：

作者：张学伟1，张立峰1，杨文1，王祎1，董元篪2，李扬洲3

单位：1北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083；2安徽工业大学冶金工程学院，安徽马鞍山243032；3攀枝花钢钒有限公司提钒炼钢厂，四川攀枝花617000

摘要：利用经典形核理论和扩散控制长大模型计算分析了重轨钢中MnS粒子析出的动力学行为，计算结果表明，MnS粒子在重轨钢凝固过程以均匀形核和晶界形核为主，主要在凝固末期析出。在设定的重轨钢成分下，计算出MnS的有效形核温度为1634K，即Mn、S实际浓度积等于平衡浓度积。降低S的质量分数小于50×10-5能够推迟MnS接近固相线析出，而对MnS的长大半径影响较小；提高冷却速率从014K/s到145K/s，连铸坯内柱状晶区中MnS的长大半径比中心等轴晶区的大1个数量级，但对MnS的析出时机无影响。S元素是MnS在凝固过程中粗化长大的控制性环节，在凝固过程冷却速率对MnS粒子长大半径起着决定性的作用。

关键词：MnS粒子;形核长大;动力学;凝固过程;重轨钢

基金资助：冶金法从多晶硅中去除硼和非金属夹杂物的基础研究;连铸过程中钢水中夹杂物的形核、长大、运动与捕捉的模拟研究;低碳钢铸坯皮下凝固钩形成及其对夹杂物行为影响研究;电渣连铸钢坯洁净化基础研究;合金凝固精炼过程晶体硅生长界面稳定调控机制研究