2 鋼中顯微夾雜物的粒度分布及變化情況
鋼中夾雜物的大小直接影響鋼材的質(zhì)量和性能杖虾。大顆粒夾雜物對(duì)鋼的疲勞性能、加工性能渠啤、切削性能盐欺、焊接性能以及塑性和韌性都有明顯的影響颅湘。相對(duì)而言簸喂,顯微夾雜物對(duì)鋼材各項(xiàng)性能的影響較小吗伤。潔凈鋼的冶煉過(guò)程就是在鋼水澆鑄前去除大部分粒徑較大的夾雜物珠移,而適當(dāng)允許小顆粒夾雜物的存在。顯微夾雜物的尺寸分布比夾雜物總量對(duì)鋼材質(zhì)量的影響大塘砸。當(dāng)鋼中顯微夾雜物的粒徑小到一定程度時(shí)节仿,它們還可以在鋼水凝固過(guò)程中作為形核中心改善鋼材的質(zhì)量和性能。“氧化物冶金”即是通過(guò)在鋼中形成超細(xì)的(粒徑小于3μm)且均勻分布的氧化物夾雜掉蔬,以改變鋼的組織和晶粒度粟耻,使鋼材具有良好的韌性、較高的強(qiáng)度及優(yōu)良焊接性的一種冶金方法眉踱。
通常認(rèn)為鋼中粒徑在1-50μm的非金屬夾雜物都屬于顯微夾雜物挤忙。對(duì)于高品質(zhì)特殊用途鋼種,鋼中粒徑小于10μm的顯微夾雜物占有非常大的比例谈喳。表l為國(guó)內(nèi)幾種特殊鋼中顯微夾雜物的粒徑分布册烈。
表1 鋼中顯微夾雜物的粒徑分布(相對(duì)比率/%)
目前患雏,鋼中顯微夾雜物的控制和去除難度較大。在冶煉過(guò)程中薪者,鋼水溫度纵苛、鋼中成分含量剿涮、鋼包吹氬操作言津、中間包結(jié)構(gòu)以及鑄坯冷卻速率等因素均對(duì)鋼中顯微夾雜物的粒徑分布有明顯影響攻人。表2是采用LF-VD-中間包工藝生產(chǎn)軸承鋼時(shí)各工序鋼中顯微夾雜物的粒徑分布。
表2 GCrl5冶煉各工序中顯微夾雜物的粒徑分布(相對(duì)比率/%)
從表2中可以看出悬槽,隨著鋼水處理過(guò)程的進(jìn)行怀吻,鋼中粒徑小于5μm的顯微夾雜物的比例隨精煉過(guò)程的進(jìn)行呈上升趨勢(shì),粒徑為5-10μm和>10μm的顯微夾雜物的比例呈下降趨勢(shì)初婆。改善鋼水流動(dòng)狀況有利于鋼中顯微夾雜物的碰撞蓬坡、聚集、長(zhǎng)大磅叛,LF精煉時(shí)由鋼包底吹入的氬氣泡和VD處理時(shí)形成的CO氣泡本身及其引起的鋼水流動(dòng)均有利于顯微夾雜物的碰撞長(zhǎng)大屑咳,中間包內(nèi)擋墻和擋壩的安放也有利于改善中間包內(nèi)鋼水流動(dòng)狀況,進(jìn)而促進(jìn)顯微夾雜物的碰撞長(zhǎng)大弊琴。根據(jù)斯托克斯公式兆龙,夾雜物的上浮速度與其半徑的平方成正比。在處理后期敲董,長(zhǎng)大的顯微夾雜物通過(guò)氣泡吸附或鋼水流動(dòng)進(jìn)入淹層而被除去紫皇,粒徑小于5μm的顯微夾雜物很難被除去,粒徑小于5μm的顯微夾雜物比例增加腋寨。