凝固过程重轨钢中MnS粒子形核与长大动力学分析

张学伟¹，张立峰¹，杨文¹，王祎¹，董元篪²，李扬洲³

1. 北京科技大学冶金与生态工程学院2. 安徽工业大学冶金工程学院3. 攀枝花钢钒有限公司提钒炼钢厂

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1 634K,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;