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The Effect of TiO2 Nanoparticle Adding on Inclusion and Microstructure

  • H. Kong , C. Xu , J. Li , S. Ran , M. Zhang , Y. Qiu und M. Shan
Veröffentlicht/Copyright: 2. August 2019
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Practical Metallography
Aus der Zeitschrift Practical Metallography Band 56 Heft 8

Abstract

A mixture consisting of TiO2 nanoparticles and pure iron powder was directly added into molten steel, and its effects on inclusion and microstructure have been studied. Through a scanning electron microscope (SEM) and an Energy Dispersive Spectrometer (EDS), Ti-containing inclusions, in which the elements of Si, Mn and Al co-existed, were observed. Moreover, compared with the non-treated sample, statistical results indicated that the inclusion in the treated sample was refined and its number per unit area increased by 50 %. These phenomena meant the adding validity of TiO2 nanoparticle, and may be due to the decomposition reaction of TiO2 and the higher Gibbs free energy of the nanoparticles. After etching, it was found that the Ti-bearing inclusions can induce intragranular acicular ferrite nucleation. This appearance was consistent with the Ti-containing inclusion introduced through the internal precipitation method.

Kurzfassung

Eine Mischung aus TiO2-Nanopartikeln und Pulver aus reinem Eisen wurde einer Stahlschmelze direkt zugegeben. Daraufhin wurden die Auswirkungen dieser Zugabe auf Einschlüsse und das Gefüge untersucht. Mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) und einem energiedispersivem Spektrometer (EDX) wurden Ti-haltige Einschlüsse betrachtet, in denen die Elemente Si, Mn und Al nebeneinander auftraten. Statistische Ergebnisse zeigten zudem, dass die Einschlüsse in der behandelten Probe, verglichen mit der unbehandelten Probe, gefeinert waren und ihre Anzahl pro Einheitsfläche um 50 % höher ausfiel. Diese Phänomene belegen die Wirksamkeit der Zugabe von TiO2-Nanopartikeln. Sie gehen möglicherweise auf die Zerfallsreaktion von TiO2 und der höheren freien Gibbs-Energie der Nanopartikel zurück. Nach dem Ätzen wurde beobachtet, dass die Ti-haltigen Einschlüsse die Keimbildung intragranularen nadeligen Ferrits hervorrufen können. Diese Beobachtungen standen im Einklang mit den Betrachtungen der Ti-haltigen Einschlüsse, die durch das Verfahren der inneren Ausscheidung eingebracht wurden.

Übersetzung: E. Engert

References / Literatur

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Received: 2019-07-17
Accepted: 2019-04-29
Published Online: 2019-08-02
Published in Print: 2019-08-14

© 2019, Carl Hanser Verlag, München

Artikel in diesem Heft

  1. Contents/Inhalt
  2. Contents
  3. Editorial
  4. Editorial
  5. Technical Contributions/Fachbeiträge
  6. Etchant for Normal and Abnormal Grain Growth Microstructure in RAFM Steel at Different Annealed Temperatures
  7. The Effect of TiO2 Nanoparticle Adding on Inclusion and Microstructure
  8. Microstructure and Magnetic Properties of Polymer Bonded Magnets produced by Additive Manufacturing Technologies
  9. Liquid Metal Embrittlement during Hot Forming of Hot-Dip Galvanized Advanced High-Strength Unalloyed Steels (AHSS)
  10. Meeting Diary/Veranstaltungskalender
  11. Meeting Diary
https://doi.org/10.3139/147.110548

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  3. Editorial
  4. Editorial
  5. Technical Contributions/Fachbeiträge
  6. Etchant for Normal and Abnormal Grain Growth Microstructure in RAFM Steel at Different Annealed Temperatures
  7. The Effect of TiO2 Nanoparticle Adding on Inclusion and Microstructure
  8. Microstructure and Magnetic Properties of Polymer Bonded Magnets produced by Additive Manufacturing Technologies
  9. Liquid Metal Embrittlement during Hot Forming of Hot-Dip Galvanized Advanced High-Strength Unalloyed Steels (AHSS)
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