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1、年第期纯净钡及其生产技木刘中柱蔡开科北京科技大学,北京易切削钢中其为有益元素钢中氮是杂概述,质元素但在不锈钢中氮可以代替一部分镍年代以来,由于世界各国国防、交和其它贵重合金元素,降低生产成本,同时通、石油和汽车等行业的发展和技术的进其固溶强化和弥散强化可提高钢的强度。可步,对钢材性能的要求日益苛刻,为能适应以看出,杂质元素的界定取决于人们对钢中高强度、长寿命、耐腐蚀、在恶劣环境下工溶质元素所起作用的认识,以及不同钢种在作的需要,对石油套管、深冲薄板、高质量不同用途中所希望的是利用其作用还是避免管线钢和焊条钢等钢种的高纯
2、度、高均匀其作用。度、细晶粒度的要求越来越高,由此形成了自钢铁工业工业化以来,人类就不断地。,一批称为纯净钢或洁净钢的钢种关于为提高钢的质量而奋斗其中纯净钢的发展纯净钢或洁净钢与以下因素密切相关的概念,目前国内外尚无统一的定人类对钢中溶质元素作用认识的义,但一般都认为洁净钢是指对钢中非金属不断深人以及冶金工艺所能达到的水平夹杂物主要是氧化物、硫化物进行严格社会各行各业的发展对钢铁产品控制【,的钢种这主要包括以下几项内容提出的越来越高的苛刻要求钢中总氧含量低,非金属夹杂物数量少、尺激烈的市场竞争,包括行业内部寸小、分布均
3、匀、脆性夹杂物少以及合适的的竞争以及行业间的竞争。世界钢铁市场已夹杂物形状。纯净钢则是指除对钢中非金属经饱和,各发达国家竞相开发技术难度大的夹杂物进行严格控制以外,钢中其它杂质元高附加值产品。此外,最近几年汽车行业中素含量也少的钢种。钢中杂质元素一般是指废料的用量已由增加到,而、、、、、,年飞把钢一年高性能陶瓷的市场增加了中微量元素、、、、、,也包括在杂质元素之列这主要是因为炼钢的合金化思想从单纯依靠提高合钢过程难以去除上述微量元素,随着废钢的金元素含量和采用复杂的“离线”热处理工不断返回利用,钢中的微量元素不断富集,
4、艺发展到主要依靠化学冶金过程的工艺和装因而其有害作用日益突出。备获得高度纯净的、化学成分准确、并为控需要指出的是对不同钢种其中的杂质元制夹杂物形态和所要求的晶粒度作好准备的素,是不同的所容许的杂质元素的含量也是钢液有别的,这主要取决于钢的用途和级别。典冶金生产工艺流程的变化提出的型的如硫在一般钢中都视为杂质元素,但在要求,如高速连铸技术的发展要求进人结晶中国冶金器的钢水更为干净,钢板轧制过程更多地采以固溶体的溶质形式存在用加速冷却工艺要求钢中氢含量更低等。形成各种碳化物本文简要概述了近年来国内外主要与钢中氧、氮、硫等形
5、成非金属钢厂生产纯净钢过程中控制钢中杂质元素夹杂物主要指、、、、、的技术进展。一些元素能彼此作用形成金属间化合物钢中溶质元素的作用、有些元素如铜铅很少或不溶于钢中溶质元素存在的形式和分布可分为铁中,常以游离状态存在。以下几种溶于液态钢中的主要溶质元素在固态钢溶于铁素体、奥氏体、马氏体内,中的特性及其作用概括如表。表固态钢中主要溶质元素的特性及其作用元素固态钢中存在形式有害作用有利作用间隙式固溶体降低钢的耐腐蚀性能对多数钢种为合金元素。决定钢的组织和性能的主要元素使焊接性能变坏通过影响显微组织中各组织组分使冷加工冲压、冷
6、拨性能变坏。的相对量及其分布特点进而影响钢的力学性能。硫化物夹杂热裂提高钢材的切削加工性能。凝固过程中存在严重偏析降低钢的塑性、韧性增大钢材力学性能的方向性降低钢的热加工性能降低抗氢致袭纹性。,溶于铁素体中降低钢的塑性、韧性碳、氮较低时磷的冷脆危害性结晶过程易偏析。提高钢的脆性转变温度,尤其增加较小,可利用其提高钢的强度低温脆性增强钢的抗大气腐蚀能力结晶偏析造成局部冷脆提高电工钢的磁性使钢材热轧后出现带状组织改善钢材切削加工性能减少热轧板的粘结。形成碳氮化物引起淬火时效和形变时效,对钢的一些含、、廊的低合金钢,、随温度
7、降低溶解度急剧降低性能发生显著影响提高钢的硬度中可形成特殊的氮化物使铁素多分布于晶界处强度,降低塑性、韧性,对普通低体强化并细化晶粒,显著提高抑制铁素体晶粒生长合金钢有害钢的强度和韧性造成焊接区脆化机器零件氮化处理可获得极好降低电工钢的磁性。的综合力学性能,提高使用寿命形成间隙固溶体使钢的塑性、韧性降低,引起氢脆在固态钢中扩散能非常强。为从钢中析出变成分子态时造成内部在固态钢中溶解度很小裂纹性质的缺陷,最为突出的如白点。主要存在于氧化物夹杂中。夹杂物引起应力集中,导致产生微裂纹,加速钢的塑性破坏过程,降低韧性在钢的抗拉
8、强度较高时,降低疲劳、、强度耐腐蚀性耐磨性使冲压性、锻造加工性、切削加工性变坏引起热脆造成钥材性能上的方向性引起表面质量问题。年第期实践也证明钢材的纯净度越高,其性能纯净钢已成为生产各种用于苛刻条件下高附越好,使用寿命也越长。钢中杂质含量降低加值产品的基础,其生产具有巨大的社会经到一定水平,钢材的性能将发生质变。如济效益。钢中碳含
