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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 6/2021

25.03.2021 | Original Research Article

Evolution of Al–Ti Oxide Inclusions in Fe-Based Alloys During Thermal Holding by a Novel Inductive Separation Method

verfasst von: Minggang Li, Hiroyuki Matsuura, Fumitaka Tsukihashi

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 6/2021

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Abstract

Steelmaking has undergone significant technological advancements, particularly regarding oxide metallurgy. Herein, we employed a novel method of inductive separation for separating Al–Ti oxide from Ti-bearing oxides to trace the evolution of a specific type of oxide in a solid Fe-based alloy during thermal holding. The evolution occurred within the solid alloy; hence surface effects were prevented. The evolution was investigated at a lower temperature than what was used in previous studies; using this information, the impact of temperature was ascertained. The results revealed that, after holding for 0.5 hours at 1273 K, the shape of the Al–Ti oxide changed from spherical to irregular. The homogeneous oxide changed to a heterogeneous oxide containing Al- and Ti-rich parts, and the compositional deviation became distinct after thermal holding. After 12 hours, the composition of the Al-rich parts approached that of Al2O3. A comparison of the variation of the Al–Ti oxide at 1273 K and 1573 K revealed that the ratio of the heterogeneous oxide increased at lower temperatures due to the greater degree of supersaturation of Al2O3. The mechanism involved the precipitation of Al2O3 from Al–Ti oxide during holding. The fundamental data on the time-dependent variation in the morphology and composition of the Al–Ti oxide function as a first step to modify the oxide using thermal holding to promote the induction of an intragranular acicular ferrite (IAF) microstructure.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat J. Takamura, S. Mizoguchi: Proc. 6th Int. Iron Steel Cong., Tokyo, Japan, 1990, vol. 1, pp. 591–604. J. Takamura, S. Mizoguchi: Proc. 6th Int. Iron Steel Cong., Tokyo, Japan, 1990, vol. 1, pp. 591–604.
2.
Zurück zum Zitat 2)J. Byun, J. Shim, J. Suh, Y. Oh, Y.W. Cho, J. Shim, D.N. Lee: Mater. Sci. Eng. A, 2001, vol. 319, pp. 326-31.CrossRef 2)J. Byun, J. Shim, J. Suh, Y. Oh, Y.W. Cho, J. Shim, D.N. Lee: Mater. Sci. Eng. A, 2001, vol. 319, pp. 326-31.CrossRef
3.
Zurück zum Zitat 3)D. Zhang, H. Terasaki, Y. Komizo: Acta Mater., 2010, vol. 58, pp. 1369-78.CrossRef 3)D. Zhang, H. Terasaki, Y. Komizo: Acta Mater., 2010, vol. 58, pp. 1369-78.CrossRef
4.
Zurück zum Zitat 4)Y. Hou, W. Zheng, Z. Wu, G. Li, N. Moelans, M. Guo, B.S. Khan: Acta Mater., 2016, vol. 118, pp. 8-16.CrossRef 4)Y. Hou, W. Zheng, Z. Wu, G. Li, N. Moelans, M. Guo, B.S. Khan: Acta Mater., 2016, vol. 118, pp. 8-16.CrossRef
5.
Zurück zum Zitat 5)J. Shim, Y. Suh, Y. Cho, J. Shim, J. Byun, D. Lee: Acta Mater., 2001, vol. 49, pp. 2115-22.CrossRef 5)J. Shim, Y. Suh, Y. Cho, J. Shim, J. Byun, D. Lee: Acta Mater., 2001, vol. 49, pp. 2115-22.CrossRef
6.
Zurück zum Zitat 6)J. M. Gregg, H. K. D. Bhadeshia: Acta Mater., 1997, vol. 45, pp. 739-48.CrossRef 6)J. M. Gregg, H. K. D. Bhadeshia: Acta Mater., 1997, vol. 45, pp. 739-48.CrossRef
7.
Zurück zum Zitat 7)J. Shim, Y. Cho, S. Chung, J. Shim, D. Lee: Acta Mater., 1999, vol. 47, pp. 2751-60.CrossRef 7)J. Shim, Y. Cho, S. Chung, J. Shim, D. Lee: Acta Mater., 1999, vol. 47, pp. 2751-60.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat 8)J. Byun, J. Shim, Y. Cho, D. Lee: Acta Mater., 2003, vol. 51, pp. 1593-1606.CrossRef 8)J. Byun, J. Shim, Y. Cho, D. Lee: Acta Mater., 2003, vol. 51, pp. 1593-1606.CrossRef
9.
Zurück zum Zitat 9)H. Mabuchi, R. Uemori, M. Fujioka: ISIJ Int., 1996, vol. 36, pp. 1406-12.CrossRef 9)H. Mabuchi, R. Uemori, M. Fujioka: ISIJ Int., 1996, vol. 36, pp. 1406-12.CrossRef
10.
Zurück zum Zitat 10)O. Grong, D. K. Matlock: Int. Met. Rev., 1986, vol. 31, pp. 27-48.CrossRef 10)O. Grong, D. K. Matlock: Int. Met. Rev., 1986, vol. 31, pp. 27-48.CrossRef
11.
Zurück zum Zitat 11)S. Zhang, N. Hattori, M. Enomoto, T. Tarui: ISIJ Int., 1996, vol. 36, pp. 1301-1309.CrossRef 11)S. Zhang, N. Hattori, M. Enomoto, T. Tarui: ISIJ Int., 1996, vol. 36, pp. 1301-1309.CrossRef
12.
13.
14.
Zurück zum Zitat 14)M. Militzer, R. Pandi, E. B. Hawbolt: Metall. Mater. Trans. A, 1996, vol. 27, pp. 1547-56.CrossRef 14)M. Militzer, R. Pandi, E. B. Hawbolt: Metall. Mater. Trans. A, 1996, vol. 27, pp. 1547-56.CrossRef
15.
Zurück zum Zitat 15)Y. Yang, D. Zhan, H. Lei, G. Qiu, Y. Li, Z. Jiang, H. Zhang: Metall. Mater. Trans. B, 2019, vol. 50, pp. 2536-46.CrossRef 15)Y. Yang, D. Zhan, H. Lei, G. Qiu, Y. Li, Z. Jiang, H. Zhang: Metall. Mater. Trans. B, 2019, vol. 50, pp. 2536-46.CrossRef
16.
Zurück zum Zitat 16)H. Homma, S. Okita, S. Matsuda, K. Yamamoto: Weld. J., 1987, vol. 66, pp. 301-09. 16)H. Homma, S. Okita, S. Matsuda, K. Yamamoto: Weld. J., 1987, vol. 66, pp. 301-09.
17.
Zurück zum Zitat 17)Y. Kang, J. Jang, J. Park, C. Lee: Met. Mater. Int., 2014, vol. 1, pp. 119-127.CrossRef 17)Y. Kang, J. Jang, J. Park, C. Lee: Met. Mater. Int., 2014, vol. 1, pp. 119-127.CrossRef
18.
Zurück zum Zitat 18)I. Takahashi, T. Sakae, T. Yoshida: Tetsu-to-Hagané, 1967, vol. 53, pp. 342-49.CrossRef 18)I. Takahashi, T. Sakae, T. Yoshida: Tetsu-to-Hagané, 1967, vol. 53, pp. 342-49.CrossRef
19.
Zurück zum Zitat 19)K. Takano, R. Nakao, S. Fukuoto, T. Tsutiyama, S. Takaki: Tetsu-to-Hagané, 2003, vol. 89, pp. 616-22.CrossRef 19)K. Takano, R. Nakao, S. Fukuoto, T. Tsutiyama, S. Takaki: Tetsu-to-Hagané, 2003, vol. 89, pp. 616-22.CrossRef
20.
Zurück zum Zitat 20)H. Shibata, T. Tanaka, K. Kimura, S. Kitamura: Ironmaking Steelmaking, 2013, vol. 37, pp. 522-28.CrossRef 20)H. Shibata, T. Tanaka, K. Kimura, S. Kitamura: Ironmaking Steelmaking, 2013, vol. 37, pp. 522-28.CrossRef
21.
Zurück zum Zitat 21)Y. Ren, L. Zhang, P. C. Pistorius: Metall. Mater. Trans. B, 2017, vol. 48, pp. 2281-92.CrossRef 21)Y. Ren, L. Zhang, P. C. Pistorius: Metall. Mater. Trans. B, 2017, vol. 48, pp. 2281-92.CrossRef
22.
Zurück zum Zitat 22)H. Shibata, K. Kimura, T. Tanaka, S. Kitamura: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp. 1944-50.CrossRef 22)H. Shibata, K. Kimura, T. Tanaka, S. Kitamura: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp. 1944-50.CrossRef
23.
Zurück zum Zitat 23)K. Kim, S. J. Kim, H. Shibata, S. Kitamura: ISIJ Int., 2014, vol. 54, pp. 2144-53.CrossRef 23)K. Kim, S. J. Kim, H. Shibata, S. Kitamura: ISIJ Int., 2014, vol. 54, pp. 2144-53.CrossRef
24.
Zurück zum Zitat 24)K. Kim, H. Shibata, S. Kitamura: ISIJ Int., 2014, vol. 54, pp. 2678-2686.CrossRef 24)K. Kim, H. Shibata, S. Kitamura: ISIJ Int., 2014, vol. 54, pp. 2678-2686.CrossRef
25.
Zurück zum Zitat 25)C. Liu, K. Kim, S. Kim, J. Li, S. Ueda, X. Gao, H. Shibata, S. Kitamura: Metall. Mater. Trans. B, 2015, vol. 46B, pp. 1875-84.CrossRef 25)C. Liu, K. Kim, S. Kim, J. Li, S. Ueda, X. Gao, H. Shibata, S. Kitamura: Metall. Mater. Trans. B, 2015, vol. 46B, pp. 1875-84.CrossRef
26.
Zurück zum Zitat 26)C. Liu, S. Yang, J. Li, H. Ni, X. Zhang: Metall. Mater. Trans. B, 2017, vol. 48, pp. 134-57. 26)C. Liu, S. Yang, J. Li, H. Ni, X. Zhang: Metall. Mater. Trans. B, 2017, vol. 48, pp. 134-57.
27.
Zurück zum Zitat 27)X. Zhang, S. Yang, C. Liu, J. Li, Q. Liu, G. Liu: J. Iron. Steel Res. Int., 2018, vol. 25, pp. 1-8.CrossRef 27)X. Zhang, S. Yang, C. Liu, J. Li, Q. Liu, G. Liu: J. Iron. Steel Res. Int., 2018, vol. 25, pp. 1-8.CrossRef
28.
Zurück zum Zitat T. Taniguchi, N. Satoh, Y. Saito. K. Kubota, A. Kumagai, Y. Tamura, T. Miki: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp. 1957–66. T. Taniguchi, N. Satoh, Y. Saito. K. Kubota, A. Kumagai, Y. Tamura, T. Miki: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp. 1957–66.
30.
Zurück zum Zitat N. EI-Kaddah, A. D. Patel, T. T. Natarajan: JOM, 1995, vol. 47, pp. 46–49. N. EI-Kaddah, A. D. Patel, T. T. Natarajan: JOM, 1995, vol. 47, pp. 46–49.
31.
Zurück zum Zitat 31)T. Taniguchi, N. Satoh, Y. Saito, K. Kubota, A. Kumagai: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp. 1957-66.CrossRef 31)T. Taniguchi, N. Satoh, Y. Saito, K. Kubota, A. Kumagai: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp. 1957-66.CrossRef
32.
Zurück zum Zitat 32)L. Zhang, S. Wang, A. Dong, J. Gao, L. N. W. Damoah: Metall. Mater. Trans. B, 2014, vol. 45B, pp. 2153-85.CrossRef 32)L. Zhang, S. Wang, A. Dong, J. Gao, L. N. W. Damoah: Metall. Mater. Trans. B, 2014, vol. 45B, pp. 2153-85.CrossRef
33.
Zurück zum Zitat 33)S. Wang, L. Zhang, Y. Tian, Y. Li, H. Ling: Metall. Mater. Trans. B, 2014, vol. 45B, pp. 1915-35.CrossRef 33)S. Wang, L. Zhang, Y. Tian, Y. Li, H. Ling: Metall. Mater. Trans. B, 2014, vol. 45B, pp. 1915-35.CrossRef
34.
Zurück zum Zitat 34)M. Li, H. Matsuura, F. Tsukihashi: Mater. Charact., 2018, vol. 136, pp. 358-66.CrossRef 34)M. Li, H. Matsuura, F. Tsukihashi: Mater. Charact., 2018, vol. 136, pp. 358-66.CrossRef
35.
Zurück zum Zitat 35)M. Li, H. Matsuura, F. Tsukihashi: Metall. Mater. Trans. B, 2017, vol. 48, pp. 1915-1923.CrossRef 35)M. Li, H. Matsuura, F. Tsukihashi: Metall. Mater. Trans. B, 2017, vol. 48, pp. 1915-1923.CrossRef
36.
Zurück zum Zitat 36)M. Li, H. Matsuura, F. Tsukihashi: Metall. Mater. Trans. A, 2019, vol. 50A, pp. 863-73.CrossRef 36)M. Li, H. Matsuura, F. Tsukihashi: Metall. Mater. Trans. A, 2019, vol. 50A, pp. 863-73.CrossRef
37.
Zurück zum Zitat 37)F. Ruby-Meyer, J. Lehmann, H. Gaye: Scand. J. Metall., 2000, vol. 29, pp. 206-12.CrossRef 37)F. Ruby-Meyer, J. Lehmann, H. Gaye: Scand. J. Metall., 2000, vol. 29, pp. 206-12.CrossRef
38.
Zurück zum Zitat 38)I. Jung, S. A. Decterov, A. D. Pelton: ISIJ Int., 2004, vol. 44, pp. 527-36.CrossRef 38)I. Jung, S. A. Decterov, A. D. Pelton: ISIJ Int., 2004, vol. 44, pp. 527-36.CrossRef
39.
Zurück zum Zitat 39)I. Jung, G. Eriksson, P. Wu, A. D. Pelton: ISIJ Int., 2009, vol. 49, pp. 1290-97.CrossRef 39)I. Jung, G. Eriksson, P. Wu, A. D. Pelton: ISIJ Int., 2009, vol. 49, pp. 1290-97.CrossRef
40.
Zurück zum Zitat 40)H. Matsuura, C. Wang, G. H. Wen, S. Sridhar: ISIJ Int., 2007, vol. 47, pp. 1265-74.CrossRef 40)H. Matsuura, C. Wang, G. H. Wen, S. Sridhar: ISIJ Int., 2007, vol. 47, pp. 1265-74.CrossRef
41.
Zurück zum Zitat 41)C. Wang, N. T. Nufher, S. Sridhar: Metall. Mater. Trans. B, 2009, vol. 40, pp. 1005-21.CrossRef 41)C. Wang, N. T. Nufher, S. Sridhar: Metall. Mater. Trans. B, 2009, vol. 40, pp. 1005-21.CrossRef
42.
Zurück zum Zitat 42)C. Wang, N. T. Nufher, S. Sridhar: Metall. Mater. Trans. B, 2009, vol. 40, pp. 1022-34.CrossRef 42)C. Wang, N. T. Nufher, S. Sridhar: Metall. Mater. Trans. B, 2009, vol. 40, pp. 1022-34.CrossRef
43.
Zurück zum Zitat 43)C. Wang, N. T. Nufher, S. Sridhar: Metall. Mater. Trans. B, 2010, vol. 41, pp. 1084-94.CrossRef 43)C. Wang, N. T. Nufher, S. Sridhar: Metall. Mater. Trans. B, 2010, vol. 41, pp. 1084-94.CrossRef
44.
Zurück zum Zitat 44)C. Wang, N. Verma, Y. Kwon, W. Tiekink, N. Kikuchi, S. Sridhar: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp. 375-81.CrossRef 44)C. Wang, N. Verma, Y. Kwon, W. Tiekink, N. Kikuchi, S. Sridhar: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp. 375-81.CrossRef
45.
Zurück zum Zitat 45)H. Ooi, M. Sekine, G. Kasai: Tetsu-to-Hagané, 1973, vol. 59, pp. 1078-88.CrossRef 45)H. Ooi, M. Sekine, G. Kasai: Tetsu-to-Hagané, 1973, vol. 59, pp. 1078-88.CrossRef
46.
Zurück zum Zitat 46)T. Mizoguchi, Y. Ueshima, M. Sugiyama, K. Mizukami: ISIJ Int., 2013, vol. 53, pp. 639-47.CrossRef 46)T. Mizoguchi, Y. Ueshima, M. Sugiyama, K. Mizukami: ISIJ Int., 2013, vol. 53, pp. 639-47.CrossRef
47.
Zurück zum Zitat 47)W. Yang, H. Duan, L. Zhang, Y. Ren: JOM, 2013, vol. 65, pp. 1173-80.CrossRef 47)W. Yang, H. Duan, L. Zhang, Y. Ren: JOM, 2013, vol. 65, pp. 1173-80.CrossRef
48.
Zurück zum Zitat 48)W. Mu, N. Dogan, K. Coley: Metall. Mater. Trans. B, 2017, vol. 48, pp. 2379-88.CrossRef 48)W. Mu, N. Dogan, K. Coley: Metall. Mater. Trans. B, 2017, vol. 48, pp. 2379-88.CrossRef
49.
Zurück zum Zitat 49)C. Xuan, W. Mu, Z. I. Olano, P. G. Jönsson, K. Nakajima: Steel Res. Int., 2016, vol. 87, pp. 911-20.CrossRef 49)C. Xuan, W. Mu, Z. I. Olano, P. G. Jönsson, K. Nakajima: Steel Res. Int., 2016, vol. 87, pp. 911-20.CrossRef
50.
Zurück zum Zitat 50)C. Xuan, A. V. Karasev, P. G. Jönsson: ISIJ Int., 2016, vol. 56, pp. 1204-09.CrossRef 50)C. Xuan, A. V. Karasev, P. G. Jönsson: ISIJ Int., 2016, vol. 56, pp. 1204-09.CrossRef
51.
Zurück zum Zitat 51)W. Mu, C. Xuan: Metall. Mater. Trans. B, 2019, vol. 50, pp. 2694-705.CrossRef 51)W. Mu, C. Xuan: Metall. Mater. Trans. B, 2019, vol. 50, pp. 2694-705.CrossRef
Metadaten
Titel
Evolution of Al–Ti Oxide Inclusions in Fe-Based Alloys During Thermal Holding by a Novel Inductive Separation Method
verfasst von
Minggang Li
Hiroyuki Matsuura
Fumitaka Tsukihashi
Publikationsdatum
25.03.2021
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 6/2021
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-021-06230-8

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