大型不锈钢钢锭中的非金属夹杂物
2018-04-17 17:28
admin
二次炼钢技术的充分使用已使重要的大型不锈钢锻件用钢的纯净度产生了飞跃的进步。与之相应的铸锭技术和措施也已取得了较大的发展和广泛地应用。这些成就解决了重要大锻件用大型钢锭中的气体、夹杂物和偏析问题，它代表了当代大型锻件的质量水平。.
然而，由于二次炼钢技术与铸锭技术的高成本的限制，不可能全部覆盖普通大锻件的生产中。再者，制造厂家力图用简单、恰当地工艺方法生产出符合技术要求的大锻件。这样,在普通大锻件生产中，对上述影响不锈钢锻件质量的问题，仍具有普遍意义。
关于钢中夹杂物的生成和去除以及它在锻压、热处理过程中的变化，对锻件性能的影响等问题；已经在第一节中进行了讨论，这里着重讨论钢锭中的夹杂物。
钢液经过出钢注入钢包中以及随后浇注到钢锭模中，其中非金属夹杂物根据斯托克斯定律不断的上浮。但是,由于出钢和浇注时钢液的搅动，对耐火材料的浸蚀和钢液的二次氧化过程,钢液中夹杂物又不断增加。实际上钢液中非金属夹杂物的变化不大。
因之，要求钢液在钢包中必须有足够长的静置时间，以促使较大尺寸的夹杂物上浮，对减少夹杂物是有利的。
氧化铝夹杂和一部分硅酸盐类夹杂在钢液凝固以前，是以固体颗粒的形式悬浮于钢液中。而硫化物夹杂和一部分硅酸盐夹杂是在钢液的凝固过程中不断析出的。凝固中由于钢锭模壁冷却产生搅动等的影响,悬浮于钢液中的氧化物等难熔夹杂物在钢锭中的分布是不均匀的。而硫化物夹杂则主要决定于偏析过程，在正偏析区富集更多的硫化物，越向钢锭中心和越接近冒口，硫化物夹杂的含量越高。上述是夹杂物在钢锭中的一般情况。而目前在普通大不锈钢锻件用大型钢锭的生产中，时而发现有粗大、密集的夹杂物。其大小往往达到几毫米，现在它完全可以用超声波探伤的方法检测出来。
粗大的夹杂物具有最大的危害性。根据断裂力学的擇念，当夹杂物的尺寸超过某一临界尺寸时，作为现成裂缝可能在应力作用下，使不锈钢锻件疲劳断裂。较小的来杂物单个存在时，危害性不大。但是当成链状或团状的密集状态时，则危害性大大增加。所以，在大锻件技术标准中，对粗大夹杂物和密集夹杂物都作了严格的限制。
这些粗大夹杂物的堆聚，尤其在钢锭水口端的堆聚，除了结晶下沉或缓凝富集是凝固过程中的普遍规律，此外还有钢流或下落的硬壳将夹杂物带入底部所形成。
资料认为铸锭工艺的改善是防止形成钢中粗大夹杂物的关键。如：防止钢液的二次氧化措施；研究改变粉渣的组成、加入方法；冒口发热剂的选择与应用；防止表面浮渣混入等。
资料对真空铸锭的4个锭身直径3404mm、高度3810mm的3.5%NiCrMoV钢锭的研究认为:钢锭底部存在的粗大夹杂物是由冒口最初凝固的渣壳和保温帽周壁的塌陷物掉入锭身造成的。只要保持冒口渣壳和侧壁在钢锭凝固以前不道破损，就不至出现那些粗大的夹杂物。
大型钢锭中的粗大夹杂物问题，在采用恰当的铸锭工艺和防止浇注过程中的污染措施以后,是可以解决的。
