ESR精炼脱S、O及夹杂物的机理及工艺.pdf

ESR脱除有害元素及夹杂物机理 及工艺 郭汉杰 北京科技大学 主要内容 • 概述--特优钢为什么要进行ESR • ESR的几个基本问题 1）ESR精炼机理 2）P-ESR精炼 3）ESR过程数值研究 • ESR过程脱氧 • ESR过程脱硫 • ESR过程夹杂物的去除 主要内容 特、优钢为什么要用ESR精炼？ 以H13为例 为什么要用ESR精炼？ H13热作模具钢 • H13钢是世界范围内应用较广泛的热作模具钢种，主要成分 见下表； • H13钢具有高温强韧性和红硬性，回火稳定性良好，且淬透 性、耐磨性和冷热疲劳性能优良，所以被广泛地用于制造锤 锻模、热挤压模和压铸模； H13钢主要合金成分，% 国家标准 德国 日本 美国 中国 钢号 X40CrMoVSi SKD 61 H13 4Cr5MoSiV1 C 0.37~0.43 0.32~0.42 0.32~0.45 0.32~0.42 Mn 0.30~0.50 ≤0.50 0.20~0.50 0.20~0.50 Si 0.90~1.20 0.80~1.20 0.80~1.20 0.80~1.20 Cr 4.80~5.50 4.50~5.50 5.0~5.50 4.75~5.50 V 0.90~1.10 0.80~1.20 0.80~1.20 0.80~1.20 Mo 1.20~1.50 1.00~1.50 1.20~1.75 1.10~1.75 非金属夹杂物是影响钢铁材料寿命 疲劳非常大的因素； 经过电渣重熔，钢中以氧化物夹 杂为主，数量减少，尺寸减小； 钢中总氧量T[O]是衡量其洁净程 度的重要标识: T[O]=[O]sol+[O]inclu (其中，[O]sol为固溶氧量，[O]inclu为夹杂 物中的氧量) 。 国内外H13钢质量差距 • 如图，H13钢多用作制造铝、镁、锌合金压铸模具。钢的成 分、力学性能相似的情况下，国产H13钢压铸模具寿命为3-5 万次，进口产品则可以达到20万次，两者差距非常明显； • 而国产H13与进口H13冲击功差距同样明显；冲击功可以反 映材料内部缺陷程度，冲击功越小，横纵值差别越大，模具 使用寿命越短； 25 高周波 45 HRC J ， 20 国内B厂 功