摘要：钢铁稀土复合变质剂对于改善钢铁的组织形貌以及提高性能有着重要的作用,特别是一类稀土-低熔点-其他元素复合变质剂,既消除了低熔点杂质元素有害作用还有效提高了韧性和耐磨性等性能。为了进一步了解这些元素之间的相互作用,更好地理解变质机理,为钢铁的变质剂设计提供理论依据,研究相关体系的相关系和建立相应的热力学数据库,是非常必要的。本文通过实验研究及相图计算的方法(CALPHAD方法)对Fe-Ti-Bi和Fe-Ti-Sn这两个三元系的相关系进行了深入的研究,得到了合理的等温截面和自洽的Fe-Ti-Bi三元系热力学参数。1.制备退火态合金样品,通过电子探针(EPMA)检测分析,确定合金样中的平衡相,研究Fe-Ti-Bi三元系773K下的相平衡关系。实验确定在Fe-Ti-Bi三元系在773K下存在三元相Bi2FeTi4,测得了3个三相区及2个两相区,绘制了等温截面。2.采用第一性原理计算Fe-Ti-Bi体系中部分化合物的形成焓。运用CALPHAD方法,根据计算的形成焓和文献报道的实验相图信息和热力学数据,重新优化了Ti-Bi二元系,得到合理的热力学参数。结合文献报道的Fe-Ti和Fe-Bi二元系的热力学参数,外推优化Fe-Ti-Bi体系。利用Scheil模型对两个典型的铸态合金进行了凝固模拟,验证了Fe-Ti-Bi体系外推优化结果的合理性。3.同样运用合金法,结合电子探针分析(EPMA)和X射线衍射分析(XRD)等检测分析手段,测定Fe-Ti-Sn三元系1073K下等温截面。实验确定了9个三相区和5个两相区,建立了Fe-Ti-Sn三元系1073K下的相平衡关系。