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氮化钛（TiN）是高碳铬轴承钢中常见的高硬度、高脆性夹杂物之一,易成为钢材轧制和轴承使用过程中的疲劳裂纹源,严重危害材料组织性能。由于国内轴承钢生产企业采用的合金原料中含钛量差异明显,生产工艺稳定性波动较大,造成轴承钢产品含钛夹杂物控制水平参差不齐。本工作以国内某钢厂BOF-LF-CC和BOF-LF-VD-CC流程生产的GCr15轴承钢作为对象,研究了钢中TiN夹杂物的析出与演变（复合、聚集、溶解-析出）机制,为制定相关工艺控制含TiN第二相粒子尺寸与分布,提升轴承钢组织性能提供理论依据。首先,观察了GCr15轴承钢中的TiN及相关复合粒子并分析了不同粒子的析出机理。采用场发射扫描电子显微镜及能谱仪观察了金相试样中的TiN、TiN-MnS、TiN-MgO-MgAl2O4、TiN-MgAl2O4-MnS、TiN-MgO-MgAl2O4-MnS以及电解萃取的碳化物(MCx（x=1/3,3/7）)和TiN-MCx的形貌、尺寸以及元素分布;单颗粒TiN夹杂物尺寸为212μm,多颗粒聚合型TiN夹杂物尺寸为1020μm,复合TiN夹杂物尺寸多小于10μm。热力学计算表明不同夹杂物析出先后顺序为MgAl2O4、MgO、TiN、MnS。结合FactSage计算和XRD分析证实了钢中碳化物主要为M3C、M7C3（M=Fe,Cr,Mn）及微量的Cr3C2。基于凝固过程中元素的扩散与偏析、夹杂物在固-液界面运动特性,分析了不同TiN体积分数的TiN-MCx复合粒子的析出机理:含TiN体积分数较大的TiN-MCx粒子中TiN析出于凝固早期,生长尺寸较大,被固液界面吞噬后碳化物在其表面析出较少;含TiN体积分数小的TiN-MCx粒子中TiN析出于凝固末期,生长尺寸较小,被固液界面吞噬后碳化物在其表面析出较多。其次,研究了TiN的偏析与形核-长大、聚集以及溶解-析出机制。在w[Ti]%=0.00600.0079和w[N]%=0.00490.0070,析出温度1640 K、1630 K和1620K及局部冷却速率0.5 K/s至10 K/s的条件下,计算得到TiN析出半径为16μm,与观察到的单颗粒TiN尺寸一致。采用高温激光共聚焦显微镜观察了TiN夹杂物在GCr15轴承钢液面的析出、聚集、溶解-析出行为,证实了多颗粒聚合型TiN夹杂物形成机理是:单颗粒TiN通过腔桥力聚集形成的聚合型颗粒,过程分为三个阶段:初始阶段,单颗粒TiN通过腔桥力作用相互靠近在一起;中间阶段,当它们的活性角接触时,Ti和N在固体基质中扩散并发生固相烧结;最后阶段,钢液中残余的Ti和N在固相烧结区颈部生长使得颈部变宽,直到稳定。当TiN中Ti与V原子百分数比约18:1时,可能导致夹杂物在1688 K时溶解。TiN夹杂物溶解与其尺寸呈反相关,尺寸越大,溶解速率越小。两相邻TiN颗粒通过Ostwald熟化机制发生溶解或生长,TiN溶解的一部分[Ti]和[N]形成长条状TiN夹杂,另一部分在凝固过程中再析出形成小于3μm的TiN夹杂物。最后,采用Materials Studio 2017模拟软件对TiN-MnS、TiN-Fe复合界面生长的结构演变进行了模拟,结果表明:TiN晶体结构最活跃面（111）面是由顶角Ti原子3d轨道和体心N原子2p轨道贡献的电荷作用共同决定的;TiN-MnS和TiN-Fe界面体系中的N原子转化为界面共有原子,与界面两端金属原子成离子键,且与Fe成键的离子性比Mn强。以TiN（111）面为模板生长的MnS和Fe界面体系,TiN共格外延“模板效应”约为4个原子层,原子间距为67?;在TiN-Fe界面体系中,存在由离子性向金属性转变的过渡层,厚度为5.67?。