钢中显微夹杂物研究现状.pdfVIP

钢中显微夹杂物研究现状 李志强 刘诗薇 刘 洋 于景坤1 （材料与冶金学院，东北大学，沈阳 110004 ） 摘 要 文章总结了钢中显微夹杂物的种类和来源，阐述了钢中显微夹杂物的数量和粒度分布与冶炼工艺间的关 系，并分析了脱氧剂种类、初始氧含量及冷却速率等因素对显微夹杂物的影响。关于钢中显微夹杂物的生成及长大 情况还需进行深入研究。 关键词 显微夹杂物 粒径 数量变化 去除 Present Status of Research on Micro-inclusion in Steel Li Zhiqiang Liu Shiwei Liu Yang Yu Jingkun (School of Material and Metallurgy, Northeastern University, Shenyang, 110004) Abstract This paper summarizes the categories and source of micro-inclusions in steel, describes the relationships between the number and diameter distribution of these micro-inclusions and the refining technology, and analyses the effects of categories of deoxidizer, initial oxygen content and cooling rate on micro-inclusion. Theoretical research on generation and growth of micro-inclusions in steel is necessary in the future. Key words micro-inclusion, particle size, change in value, removal 钢中夹杂物按尺寸大小可分为显微夹杂物和大颗粒夹杂物两种。显微夹杂物指尺寸小于 50μm ，且在金 相显微镜下可以观察到的夹杂物。这类夹杂物对于高强度钢的疲劳性能和韧性都有很大影响。脱氧工艺是将 钢液中溶解氧转变成 Al O ，然后利用各种方式的搅拌使脱氧产物碰撞、聚集、长大和上浮，并被熔渣所吸 2 3 -6 收。这种方法可有效地将钢的总氧量降到 10×10 以下，但要去除颗粒尺寸小于 20～30μm 的脱氧产物十分 [1] 困难 。 由于使用环境特殊，弹簧钢以及管线钢等特殊钢种对钢中显微夹杂物要求严格。粒径大于 10μm 的脆性 夹杂物对高应力弹簧钢的疲劳性能影响很大[2] 。对于碳含量为 0.80%～0.85%的高强度钢丝，皮拉利标准要 求钢中夹杂物最大尺寸不超过 15μm ，且细钢丝中夹杂物直径必须小于钢丝直径的2%[3] 。当钢中存在尺寸超 过钢丝直径 2% 的夹杂物颗粒时,钢丝有可能在拉拔或捻股过程中断裂[4] 。 本文总结了钢中显微夹杂物的种类、来源、粒度分布和数量变化等方面的研究结果，并认为对于钢中显 微夹杂物的生成、行为及去除等方面还需进行深入系统的理论研究。 1 钢中显微夹杂物的种类及其来源 钢中非金属夹杂物主要是各种元素在钢中形成的氧化物和硫化物。其中，氧化物包括脱氧剂与钢中溶解 氧反应生成的单一氧化物和复合氧化物等，硫化物主要是钢中的金属元素与硫反应生成的硫化物以及钢水凝 固过程中硫化物析出在其他夹杂物表面生成的复合物。 [5~7] 目前的研究结果 表明，钢中常见的显微夹杂物及其来源为：（1）块状硅铝酸盐主要由 Si-Al 氧化物 聚集而成，可能来源于硅铝脱氧、钢水二次氧化以及钢水凝固过程中形成