碲改性对未淬火和回火钢中MnS夹杂物的影响

《steel research international》：Effect of Tellurium Modification on MnS Inclusions in Nonquenched and Tempered Steel

硫化物形态演变与热加工性能研究：通过实验与理论模拟发现，当Te含量达0.016%时，MnS大颗粒转变为MnTe-MnS复合inclusion，其球形/椭球形形态更稳定，界面匹配性优于单相MnS或铁基体，有效缓解应力集中并增强结合强度。该成果为调控钢中硫化物形态及优化微观结构提供理论支撑。

　　

摘要

为了提高非淬火回火钢的加工性能和服务可靠性，本研究结合实验和理论模拟，探讨了碲（Te）对MnS形态演变、热变形行为、界面匹配及力学性能的协同效应。结果表明，在钢中，主要的夹杂物是较大的、呈 elongated 形状的MnS颗粒，这些颗粒在热加工过程中容易发生塑性变形。当钢中的碲含量达到0.016%时，原有的夹杂物会转变为尺寸更小、形态接近球形或椭球形的MnTe–MnS复合夹杂物。这些复合夹杂物在高温变形过程中表现出优异的形态稳定性。第一性原理计算结果显示，MnTe具有较高的体模量，但剪切模量、杨氏模量和硬度较低，表现出良好的延展性。二维晶格失配分析进一步表明，MnTe与MnS的匹配程度优于MnTe与铁基体的匹配程度，且MnTe与铁的晶格兼容性更好。因此，MnTe更易于在MnS表面析出，形成稳定的MnTe–MnS复合体，从而减轻夹杂物与基体界面处的应力集中，并增强界面结合强度。这些发现为调控钢中硫化物夹杂物的形态、优化其微观结构和力学性能提供了理论依据。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。