电弧炉基础知识.ppt

2021/3/26 * 直流熔炼渣-金属界面电化学反应 阳极反应 阴极反应 2021/3/26 * 6.5 直流电弧炉炼钢工艺及技术 3）直流电弧熔炼,钢-渣界面没有交流电的电毛细振荡 交流电通过液态金属与液态炉渣分界面时,金属-炉渣界面发生振荡,通称“电毛细效应”。如图: 电毛细振荡强化钢渣反应，促使炉渣吸收及溶解钢中非金属夹杂物，促使气体由钢中向渣相转移。 渣作为阳极时,相界面张力增加,界面呈凸起弯月形 渣变为阴极时相界面变成下凹弯月形 2021/3/26 * 6.6 电弧炉典型钢种的冶炼 合金结构钢的冶炼 高速工具钢的冶炼 不锈钢的冶炼 轴承钢的冶炼 2021/3/26 * 1）特点、用途及性能要求 合金结构钢是合金钢中应用最广泛的一类钢,其品种多且产量高。目前世界上合金结构钢的产量已达总产钢量的15％,约占合金钢产量一半。 合金结构钢的特点是在碳素结构钢的基础上适当地加入一种或数种合金元素,如Cr、Mn、Si、 Ni、Mo、W、V、Ti等。 合金结构钢主要用来制造各类机械零件，要求具有良好的综合机械性能，即具有较高的强度和足够的韧性，从而保证零件安全可靠使用。 2）主要质量问题 白点—马氏体钢和中碳的Cr-Ni，Cr-Ni-Mo，Cr-Ni-W合金结构钢的白点敏感性最大。 发纹（裂纹）—30CrMnSi等合金结构钢常见的缺陷，非金属夹杂物与气体是形成发纹的主因。 合金结构钢的冶炼 2021/3/26 * 纵裂—含Cr或Cr-Ni合金结构钢,如40Cr、40CrNi等钢种有较大的钢锭纵裂倾向。中碳珠光体和马氏体钢的纵裂敏感性尤强。 低倍夹杂—含Ti、Al的合金结构钢,如20CrMnTi, 38CrMoAl等钢种常见。 3）合金结构钢冶炼注意事项 冶炼操作时做到高温氧化，沸腾良好，严格控制脱碳量（≥0.30％），确保去气和减少夹杂。 原材料必须干燥或烘烤红热，废钢优质少锈，注意浇注系统的干燥。 采用真空处理或炉外精炼。 热加工后的钢材进行缓冷或退火处理，使氢能扩散除去。 做好还原期的预脱氧和脱氧工作，严格控制出钢温度。 合金结构钢的冶炼 2021/3/26 * 4）合全结构钢的冶炼 ⑴铬锰钛结构钢（以20CrMnTi为例） 此钢种含磷量低又含钛,其成分与冲击韧性关系密切,冶炼工艺的关键是钛的合金化、控制成分和去气去夹杂等。为此必须在炉体情况良好的条件下冶炼,采用氧化法冶炼。 ⑵含硼结构钢 硼能提高钢的淬透性，冶炼硼钢的关键是最大限度地降低钢中氧和氮的含量，防止硼的氧化与氮化（脱氧固氮保硼）。为此应采用氧化法冶炼为宜，较好地对钢液去气和脱氧。 合金结构钢的冶炼 2021/3/26 * 1）特点、用途及性能要求 高速钢是除了含有0．7％以上的碳外,含有大量W、Mo、Cr、V和Co等元素的高合金工具钢。经过适当的热处理后比一般的合金工具钢具有更好的红硬性和回火稳定性。 高速工具钢是机械工业中制造切削刀具的重要金属之一,被广泛用来制造生产率高、耐磨性好、在高温下（一般在600℃左右）仍能保持切削性能的、较高切速的刀具,如车刀、钻头、铣刀、拉刀、插齿刀、铰刀、丝锥、锯条等。 2）高速钢的主要性能要求 高的常温硬度 高的红硬性 良好的耐磨性和可磨削性 足够的冲击韧性和抗弯强度 良好的工艺性能 高速工具钢的冶炼 2021/3/26 * 3）高速钢的主要质量问题 碳化物不均匀性 (碳化物偏析程度) 大块角状碳化物 断口夹杂 4)高速钢的冶炼方法 高速钢不宜采用氧化法冶炼。因为钢中大量的W、Cr、V等合金料（约占炉料总量三分之一）都必须在还原期加入,这就会使还原期操作困难,温度下降,钢液吸气;另一方面后期加入大量钨铁等由于它们熔点高，密度大，极易沉入炉底而不能充分熔化，均匀，容易造成成分出格。 高速钢一般宜采用装入法或返回吹氧法冶炼，但以返回吹氧法为主。 高速工具钢的冶炼 2021/3/26 * 1）概述 随着科学技术的不断发展,一般的合金钢材料已经不能满足需要。而不锈钢由于在抗腐蚀、高温抗氧化、抗蠕变等方面具有化学稳定性和热稳定性,从而在合金钢生产中得到了不断发展产量逐年增长。 不锈钢是重要的耐腐蚀材料。自1912年研制不锈钢成功以后,随着科技的不断发展，不锈钢的生产，使用范围、品种、质量都有了很大的发展。尤其是原子能、宇航、海洋开发等尖端科技以及石油、化工等面的迅速发展，对不锈钢的需求量日益增加，不仅要求有更高的耐蚀性，而且还要有高强度、耐高温高压、防辐照、耐低温以及防磁等性能。 不锈钢的冶炼 2021/3/26 * 2）不锈钢的主要质量问题 发纹（裂纹） 孔洞 a相（奥