连铸中TiN枝晶间的析出

　溶质在枝晶间的微观偏析而导致在奥氏体晶界的析出，Ti和N在凝固过程中的微观偏析也会导致TiN在枝晶间的液体中析出。

　　1500oC时TiN在低合金钢液中的溶度积为6.15×10-4，这是按低合金钢的平均液相线温度所得。图26给出了含量为0.02％Ti和60ppmN时TiN在枝晶间钢液中析出的计算结果。当钢液凝固了99%时，有55%的氮转变成了TiN析出物。当钢液完全凝固时％Ti/％N大于等于3.42，几乎所有残余钢液中的氮都以TiN析出。

　　在奥氏体晶界的TiN颗粒将和钢凝固过程中平衡析出的NbC0.87在同一位置。虽然NbC0.87可溶于TiN，由于碳氮化合物的低相互扩散和钢相对的快速冷却，NbC0.87取向外生于TiN颗粒。依靠加强高温下NbC0.87的平衡析出导致奥氏体晶界颗粒的粗大，因此高的晶界活动性和低热塑性槽将会向低温区滑移至γ→α相变温度大约为700～850oC。如果钢坯在矫直段的表面温度保持高于900oC或者低于700oC，钢坯的表面或表面以下横向裂纹在钢坯矫直过程中不会产生。

　　奥氏体晶界的析出物粗大效率依靠于凝固过程中TiN析出物的体积分数以及奥氏体在固相线下的冷却速率：少量的TiN和较慢的冷却速率确保晶界的析出物粗大。

　　根据欧洲和日本转炉－连铸的实践，无裂纹钢坯出现频率高是在钢中当钛含量在0.015～0.020％时氮含量低于45ppm。然而当钢中钛含量为0.02～0.025％时，氮含量为60ppm就可能获得粗大的NbC0.87析出物。在任何情况下，％Ti/％N必须稍微高于TiN的化学质量比率3.42。

　　同TiN类似，ZrN在钢液中的溶解度比较低：1500oC时[％Zr][％N]=1.9×10-3。因此，加入Zr同样也能够获得粗化的析出物。然而需要的最小质量比率％Zr/％N为6.52大约是Ti的两倍。此外Zr加入钢连铸过程中水口赌赛是一个严重的问题。因此钛是获得粗化的析出物而首选的加入元素。

　　如果钢中的Al和N充分地高，在枝晶间的钢液中将形成AlN析出物，并为钢随后冷却过程中其他氮化物和碳氮化合物的生长提供地点。由于其他不利的作用，钢中高含量Al和N不能被接收。

　　由于钛以TiN的形式固定氮，大多数铝都溶于钢中。在控制轧制过程中晶粒细化主要通过含有一些TiN的铌钒碳化物再析出完成。铝在钢中的主要作用是钢液中的脱氧，含0.02～0.03％的溶解铝就已经很充足。