第一章节炼钢任务及基本反应幻灯片.pptVIP

* 第八节、钢中非金属夹杂物 的种类及其形态 一、按化学成分分类 1、氧化物系夹杂物 简单氧化物 － FeO、MnO、SiO2、Al2O3、 Cr2O3、TiO2等。 2) 复杂氧化物 － 尖晶石类夹杂物和各种硅酸盐、 铝酸盐类夹杂物。 尖晶石类夹杂物 － FeO?Fe2O3、FeO?Al2O3、 MnO?Al2O3、FeO?Cr2O3、 MgO?Al2O3等。 * 硅酸盐类夹杂物 － xFeO?yMnO?zSiO2 铝酸盐类夹杂物 －xFeO?yMnO?zAl2O3 脱氧生成的夹杂物多为Al2O3、SiO2、Mn-Al硅酸盐、 Mn-Si铝酸盐等。 簇群状Al2O3夹杂物 * * 块状Al2O3非金属夹杂物 * * 2、硫化物系夹杂物 MnS 钙处理钢中复杂硫化物 硫化物按照形态通常分为三类 第I类硫化物： 形状为球形，尺寸可在相当 大的范围内变动，可以是单 纯的硫化物，也可以是硫化 物(MnS)与氧化物(FeO、 MnO等)结合形成的硫氧化物 * 第III类硫化物： 晶界处存在的排成链状的 球状夹杂或者是在晶界形 成的共晶式的薄膜。 第II类硫化物： 此类夹杂物呈块状、外形 不规则，多少呈任意状态 分布。 * 二、按夹杂物形态分类 1、塑性夹杂物 FeO、MnO、(Fe、Mn)O、部分Fe-Mn硅酸盐、 部分Ca-Mn硅酸盐、Ca-Al硅酸盐、MnS等。 * 3、不变形夹杂物 在热加工时保持原来的球、点状(SiO2、含较高 SiO2的硅酸盐、钙的铝酸盐等)。 2、脆性夹杂物 在热加工时不变形，但沿加工方向破裂成串状 (Al2O3、尖晶石类夹杂物)。 * 内生夹杂物 外来夹杂物 三、按夹杂物的来源分类 * 第九节、夹杂物对钢材性能的影响 ?疲劳寿命； ?延性、韧性； ?焊接性能； ?HIC性能（氢诱发开裂）； ?各向异性(链状Al2O3)； ?耐蚀性； ?表面质量； ?加工性能。 * [H]对钢材性能的影响： ■ 显著降低延性（氢脆）； ■ 当氢由钢中析出（变成分子态氢时，造成内 部裂纹（白点）。 [N]对钢材性能的影响： ■ 加重钢材的时效； ■ 降低钢材的冷加工性能； ■ 造成焊接热影响区脆化； ■ 加剧钢材的冷脆。 钢中的气体: ? 氮气 ? 氢气 第四章、钢液中的气体和去除 * 气体在钢液中的溶解： 吸热反应，温度升高，溶解度会增加 ?空气（N2、H2O）； ?炉料（石灰、废钢、合金、耐火材料等）。 钢中气体的来源： * * [H]的另一来源：水蒸气 H2O＋CO＝CO2＋H2 ?G?＝－29500 ＋ 26.8T H2O＝1/2O2＋H2 ?G?＝249570－57.10T 空气、炉料中水分均 为钢液[H]的重要来 源！ 电弧炉冶炼过程，电弧温度高达4000～7000?C，高 温加速了H2、N2、H2O的解离和溶解。电弧炉炼钢 钢液[N]、[H]含量高于氧气转炉。 * 钢液的脱氮和脱氢 （3）钢水真空精炼脱除[N]、[H] ?脱碳可以强烈搅拌熔池，加速[N]、[H]向 液－气反应界面的传递； ?脱碳反应生成大量CO气泡，在CO气泡内氮、 氢的分压近似为零； ?CO气泡可成为N2、H2核心。 （1）利用脱碳反应脱除[N]、[H] （2）钢水包内吹氩脱除[N]、[H] * 生产低[N]钢采用： ■ 铁水预处理； ■ 顶底复吹转炉； ■ 不脱氧出钢； ■ 严格保护浇铸。 不同工序钢中[N]含量的变化 脱氮困难的原因： ■ 钢液中氮的溶解度高； ■ 空气氮分压高； ■ 液态钢温度下很难利 用化学反应脱氮； ■ 氧、硫表面活性元素影响。 低[N]钢液的脱氮是尚 未解决的难题 钢的分类 按化学成分分类：按是否加入合金元素可分为碳素钢和合金钢两大类。 碳素钢：是指钢中除含有一定量为了脱氧而加入的硅(一般w[Si] ≤0.40％)和锰(一般w[Mn] ≤ 0.80％)等合金元素外，不含其它合金元素的钢。 根据碳含量的高低又可分成： 低碳钢(w[C] ＜ 0.25 ％)、 中碳钢(0.25% ＜ w[C] ＜ 0.60 ％) 高碳钢(w[C] ＞ 0.60％)。 * 钢的分类 合金钢是指钢中除含有硅和锰作为合金元素或脱氧元素外，还含有其他合金元素如铬、镍、钼、钛、钒、铜、钨、铝、钴、铌、锆和稀土元素等，