高鈦鋼中TiC析出機制

鈦作為一種相對廉價的微合金元素,被廣泛用于提高鋼的強度，改善鋼材的服役性能。由于鋼中一般均含有一定量的碳和氮元素，因而鈦通常會形成碳化鈦或氮化鈦；由于碳化鈦或氮化鈦具有相同的氯化鈉類型的晶體結構且點陣常數相差不大，因而通常會完全互溶并形成碳氮化鈦。一般Ti微合金鋼中Ti的質量分數在0.05%~0.20%之間。

鋼鐵研究總院的學者通過凝固實驗并結合Thermo-Calc軟件研究了高鈦鋼(Ti質量分數為0.6%)在凝固過程中TiC的析出方式及形態。結果表明：由于選分結晶的作用，TiC在凝固最后階段沿著原始奧氏體晶界析出，并形成離異共晶組織，以片狀或桿狀形式存在，析出相厚度約為1~3μm。Mo溶入TiC后形成(Ti,Mo)C，相分析數據表明，Ti/Mo質量比為3.4。采用熱力學軟件及TiC溶解度積分別得出TiC開始析出溫度分別為1453及1487℃，析出溫度略高于固相線溫度，析出質量分數可以達到0.35%。