第6讲：中高碳钢夹杂物的控制VIP专享VIP免费

UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB第6讲：中、高碳钢夹杂物的控制UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB2中、高碳小方坯中的夹杂物包括复相硅酸盐夹杂、硫化物及由它们相互形成的复相夹杂物，小尺寸外来夹杂物多以形核中心的形式存在于复相夹杂物内。钢水中夹杂物主要来源于脱氧产物、吹氩降温过程中的二次氧化、钢包到中间包敞流浇注的二次氧化、钢包和中间包耐火材料的侵蚀、剥离。保护渣卷入可也导致钢中夹杂物数量增加。夹杂物的类型及来源UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB31钢中夹杂物的分类及特点夹杂物来源及分类UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB4钢中的夹杂物按照来源可以分为内生夹杂物和外来夹杂物。内生夹杂物包括在脱氧、二次氧化或钢液冷却和凝固过程中生产的氧化物，外来夹杂物包括炉渣卷入或耐火材料侵蚀卷入钢液。夹杂物的来源和分类如上图所示：1.1夹杂物的分类UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB51.2内生夹杂物内生夹杂物是脱氧产物或者是钢水冷却凝固过程中的析出物，包括脱氧产物以及在钢水冷却和凝固过程中产生的沉淀析出夹杂物。UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB61.3外来夹杂物外来夹杂物主要是钢水和外界（卷渣及耐火材料侵蚀）之间偶然的化学和机械作用产物。在产品机械加工时，钢中的这类夹杂物可产生噪音，在机加工表面形成凹坑和划痕，容易引起断裂，以及造成工具磨损。钢中外来夹杂物的含量可通过大样电解的方法测定。UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB7UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB82中、高碳钢中常见夹杂物的形貌及能谱特征（1）中、高碳钢中常见夹杂物有：单纯的Al2O3夹杂、Al2O3、SiO2、CaO、MgO与硫化物的复合夹杂、Al2O3与硫化物的复合夹杂、Al2O3、SiO2、MnO的复合夹杂等。其形貌如下图所示。UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB9UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB10（2）夹杂物的能谱特征对外来夹杂物进行能谱分析发现，不同来源的夹杂物具有不同的能谱特征，主要差别是保护渣卷入时，有明显的Na峰，而炉渣和耐火材料无此峰；耐火材料带入的夹杂物Al峰较高，这是区别与其它夹杂物的特征元素；炉渣卷入时，保留了原始炉渣Ca峰较高的特征，但也有明显的Al峰。外来夹杂物的能谱特征对区分钢中大型夹杂物的来源有帮助，可以有针对性地来采取措施，进一步降低外来夹杂物。UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB113钢中夹杂物的分布夹杂物在钢中不是均匀分布的，它的分布状况与冶炼浇注条件有关，而且，这种分布不均匀状态从铸锭到最终产品都始终是存在的。就成品材而言，如板材、滚珠轴承钢、重轨用钢等，存在于钢表层的夹杂物危害显著，因为它直接损害工件的疲劳寿命和其他性能，对汽车薄板来说直接影响表面涂层。存在于钢材深部的细微夹杂物影响则比较小。UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB12连铸板坯中大型夹杂物的尺寸分布UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB134夹杂物对中、高碳钢性能的影响钢中非金属夹杂物的存在是影响钢制品性能的重要因素，有时甚至是决定性因素。非金属夹杂物对钢性能的影响程度与夹杂物本身的性质，更确切地说与其相对于周围金属基体性质的差异有密切关系。这里所说的性质差异主要包括：1)各种温度下弹性模量的差值，2)各种温度下形变能力的差值。其原因在于当钢基体热加工时，由于夹杂物与基体的热物性和界面特性不同，必然影响到夹杂物与基体间的连接情况，从而导致夹杂物周围应力集中。UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB144.1夹杂物与基体相对塑性钢中不同类型的夹杂物在各种温度下的相对变形率如图所示：UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUSTB15由图可以看出：1）FeO，MnO，（Fe，Mn）O在室温时容易变形，随着温度的升高ν值逐渐降低；2）Al2O3和铝酸钙（高Al2O3含量）在整个温度范围内都是不变形的；3）尖晶石型氧化物在通常钢的热变形温度范围内不变形，但大于1250℃温度时稍有变...