夹杂物控制1A要点.ppt

清洁度水平的发展 随着炼钢技术的发展（例如真空技术、钢液吹氩、喷吹等炉外精炼技术）和进一步完善（保护浇注、电磁搅拌技术等），钢中的总氧含量不断降低，夹杂物越来越少，钢水越来越“干净”，钢材性能不断改善。 1970－2000年钢中T[O]演变如图1.2所示。由于引入了炉外精炼技术，对于硅镇静钢，钢中T[O]可达15-20ppm，对铝镇静钢，T[O]可达到10ppm。而轴承钢T[O]由30ppm已经降到5ppm，疲劳寿命提高了100倍，如图1.3所示。 1970－2000年钢中平均T[O]水平 钢中T[O]与轴承钢寿命关系 冲压过程中由于夹杂物造成的飞边裂纹 As Cast VS Heat Treated * * 刘建华 冶金学院冶金研究中心 Liujianhua@metall.ustb.edu.cn钢中非金属夹杂物控制工艺与理论 连铸过程夹杂物控制对策 钢中夹杂物检测 洁净钢概念 连铸坯夹杂物来源与分布 结语 钢中夹杂物控制原理 纯净钢 (purity steel): ΣS+P+N+O+H总和水平： 60年代 ≤900 ppm 70年代 ≤800 ppm 80年代 ≤600 ppm 90年代 ≤100 ppm 2000年后 50 ppm 洁净钢基本概念 高纯净钢对炼钢工艺要求: （1）去除杂质元素: 超低[C]：如汽车板； 超低[S]：如输气管线； 超低[N]：如铁素体不锈钢废气管，冷锻线棒材； 超低[P]：如高压容器钢板。 不同钢种存在不同要求，不是越纯净越好！ 洁净钢基本概念 （2）去除夹杂物 超低[O]：如滚珠钢，汽车板； 形态控制：如拉拔钢丝，管线钢。 （3）成分控制 ●化学成分控制在窄的范围， 性能均一性。 洁净钢基本概念 问题：各钢种合理的纯净度标准很难确定 2000年后杂质元素含量预测水平如表2： 洁净钢基本概念 洁净钢（clean steel）： 洁净钢基本概念 产品分类 钢种 代表规格 产品材质特性要求 清洁度要求 薄板 DI罐 低碳铝镇静钢 0.2~0.3mmt 飞边裂纹 T[O]20ppm,D20μm 深冲钢 超低碳铝镇静钢 0.2~0.6mmt 超深冲，非时效性表面线状缺陷 [C]20ppm, [N]20ppm , T[O]20ppm,D100μm 荫罩钢 低碳铝镇静钢 0.1~0.2mmt 防止图像侵蚀 D100μm,低硫化 导架结构材 13%Cr 0.15~0.25mmt 打眼加工时的裂纹 D100μm 42Ni ? ? D5μm， [N]50ppm 中厚板 管线钢 X52~70级低合金钢 10~40mmt 氢引起的裂纹 夹杂物形态控制 低硫化，S10ppm 低温用钢 9%Ni 10~40mmt 低温脆化 P0.003%,S0.001% 抗层状撕裂钢 结构高强钢 10~40mmt 层状撕裂 低磷化、低硫化 无缝管 座圈材 轴承钢 50~300mmΦ 转动疲劳寿命 T[O]10ppm, [Ti]20ppm 净化管 不锈钢 10 mmΦ 电解浸蚀时表面光洁度 T[O]20ppm, [N]50ppm D5μm 棒材 轴承 轴承钢 30~65 mmΦ 转动疲劳特性 T[O]10ppm, [Ti]15ppm D15μm 渗碳钢 SCM432、420 ? 疲劳特性、加工性 T[O]15ppm，P0.005% 线材 轮胎钢丝 SWRH72、82B 0.1~0.4 mmΦ 冷拔断裂 非塑性夹杂D20μm 弹簧钢 SWRS Si-Cr钢 1.6~10 mmΦ 0.1~0.15 mmΦ 疲劳特性、残余应变性 非塑性夹杂D20μm 洁净钢基本概念 洁净钢基本概念 洁净钢基本概念 洁净钢基本概念 钢中夹杂物评价: 钢中夹杂物检测方法 1直接方法 钢样截面上的夹杂物评估主要采用以下几种传统方法直接评估夹杂物，后五种可以测定夹杂物成分。 金相显微镜观察： 图像分析： 硫印： 扫描电镜： 脉冲识别分析光发射光谱测定法 激光微探针质量光谱分析法 X射线光电子分光法： 俄歇电子分光法 阴极电子激发光显微镜法： 样品Al类夹杂物含量三维图 As Cast Nb Map A. J. Couch, R. C. Cochrane, A. Rose 8.75 mm Wt% Nb AS CAST HEAT TREATED 2mm Wt% Nb * * *