超低氧含量特殊钢的脱氧、精炼与非金属夹杂物控制王新华(北京科技大学冶金与生态工程学院，北京，100083)摘要生产超低氧特殊钢应采用铝脱氧和高碱度精炼渣系，尽管钢中会存在Cao—Al。0。、M90一Al。0。系不变形夹杂物，由于其数量大幅度减少，钢的抗疲劳性能因而可以显著改善。研究发现，在超低氧特殊钢炉外精炼过程钢中夹杂物的组成按“Alzo。一MgO—Alz0。一CaO—MgO—A1zO。一ca0一Alz03”顺序发生转变，采用高Al。0。含量的高碱度精炼炉渣能够显著提高夹杂物较低熔点化转变的比率。当夹杂物的较低熔点化转变至一定程度时，会形成一低熔点的Ca0一Alz0。系外表层，将高熔点的Mg()一Al。0。系核心包裹在其内。从改善钢材抗疲劳性能和降低生产成本出发，不必要求整个夹杂物完成较低熔点化转变，只要有足够外表层转变为较低熔点组成即可满足需要。此外除了要利用LF精炼之外，RH真空处理甚至连铸过程的大量时间都可以被用于钢中夹杂物的较低熔点化转变。关键词特殊钢；炉外精炼；炉渣；非金属夹杂物；氧含量；熔点TechnologiesofDeoxidation，InclusionControlRefiningandNon—MetallicforSpecialSteelsWangXinhuaSchoolofMetallurgicalandEcologicalEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijingAbstractDeoxidationofsteelwithA1andhighbasicityrefiningslagshouldbeadoptedforpro—ducingultralowoxygenspecialsteels．Althoughsomeun—deformableinclusionsofCaO—A1203orM90一A1203systemcanexistinthesteels，theanti—fatiguepropertyofthesteelscanbesig—nifieantlyimprovedbecauseofremarkabledecreaseoftheamountofinclusions．Itwasfoundintheinvestigationthat，duringthesecondaryrefiningoftheultralowoxygenspecialsteels，inclu—sionschangedfollowingthesequenceof“A1203—’MgO—A1203·Ca0一MgO—A1203-·CaO--A1203”．WhenthetransferOftheinclusionproceededtosomeextent，asurfacelayerofCa0一A1203systemoflowermeltingtemperaturecouldform，whichenclosedthehighmeltingtempera—tureM90一A1203center．ThetransferratiooftheinclusionstothelowermeltingtemperatureonescouldbesignificantlyincreasedbyusinghighA1203andhighbasicityrefiningslag．Forpur—poseofbothimprovingfatiguepropertyofthesteelsandloweringtheproductioncost，itisnotneedtotransferthewholeinclusionbecausetheformedlowermeltingtemperaturesurfacelayercanlargelydecreasethedetrimentaleffectoftheinclusion．Also，inadditiontotakeuseofLFre-finingtime．thetimeofRHdegassingandevencontinuouscastingcanbeusedfortransferofin—clusionstolowermeltingtemperatureones．KeywordsSpecialsteels，Secondaryrefining，Slag，Non—metallicinclusions，Oxygen，Melt—ingtemperaturel前言特殊钢包括的钢类很多，如碳结钢、合结钢、不锈钢、硅钢、耐热钢、高温和精密合金等。我国特殊钢厂早11期产品种类繁多，近年来多数转为以生产合结钢、碳结钢、齿轮、弹簧、轴承、易切削钢等棒线材为主，本文主要针对特殊钢中用量最大的高强度合结钢(轴件、齿轮、弹簧、轴承、紧固件用钢等)冶金工艺技术。高强度合结钢主要用于制作各类机械设备的零部件，由于其与设备的工作能效密切相关，对钢材强度、延性、耐磨损、精密加工等性能要求非常高。须特别指出的是，为保证所服役设备安全可靠运行，对特殊钢抗疲劳性能的要求较其它钢类要严格苛刻得多。由于疲劳破坏经常起源于钢中的非金属夹杂物，因此十分强调对夹杂物进行严格控制，包括夹杂物的数量、尺寸、分布、变形性能等[1~7]。非金属夹杂物对特殊钢抗疲劳破坏性能的影响与其在钢热加工时的变形能力有重要关系，如夹杂物变形很小或根本不变形，在钢基体与夹杂物界面上会形成微裂纹、空洞等，在其后工件服役过程容易成为疲劳破坏源。汽车发动机进排气阀门用弹簧钢丝要求具备极高疲劳寿命，因此必须将夹杂物控制在Cao—SiO：一Alz0。系中的钙斜长石、磷石英和假硅灰石相邻的低熔点区塑性夹杂物成分区域。而为了获得塑性夹...
