一般來(lái)說(shuō)，鋼中夾雜物對(duì)產(chǎn)品性能是有害的，它是產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷率的主要誘因。所以，在生產(chǎn)流程中要求盡量減少夾雜物，降低夾雜物的有害作用。因此，提出了生產(chǎn)潔凈鋼，甚至生產(chǎn)“零夾雜”鋼的要求。然而，主要控制好鋼中夾雜物的形態(tài)和尺寸，夾雜物對(duì)改善鋼性能也可發(fā)揮有利作用。
在鋼的總產(chǎn)量中，約有90%以上的鋼需要經(jīng)機(jī)械加工后才能使用。鋼的易切削性能幾乎是所有鋼種的共同要求。在機(jī)械行業(yè)中，廣泛采用自動(dòng)機(jī)床生產(chǎn)各種零件，鋼材的易切削性對(duì)于節(jié)約能耗、提高生產(chǎn)效率、延長(zhǎng)刀具使用壽命、降低成本有重要影響。
◆易切削鋼是在正常成分的鋼中有意改變某些化學(xué)元素的含量或附加些其它特殊元素，在保持鋼良好的力學(xué)性能條件下獲得良好的切削性能。現(xiàn)代易切削鋼中常使用的易切削元素主要有S、Pb、Se、Te、Bi等，這些元素以金屬或非金屬夾雜物狀態(tài)分布于鋼中，給鋼以易切削性能。鋼中夾雜物改善切削性能作用主要表現(xiàn)是：
1、切削過(guò)程夾雜物周?chē)菓?yīng)力集中源。夾雜物在鋼中如同一個(gè)“內(nèi)部缺口”，它提高微觀裂紋的形核長(zhǎng)大與擴(kuò)展速率，使鋼的塑性變形量小，使切削抗力及切削功降低，這有利于金屬的剪切滑移。
2、改善切削工具與金屬接觸面的潤(rùn)滑性。在切削高溫高壓力的作用下，鋼中夾雜物處于軟化流動(dòng)狀態(tài)，它在切削刀具與金屬接觸面相對(duì)運(yùn)動(dòng)中起了固體潤(rùn)滑劑作用，減輕了刀屑間的摩擦力，使切屑排除暢通。
3、在切削過(guò)程中，夾雜物能在刀具表面形成一層覆蓋膜，它能隔絕刀具與工件之間元素的擴(kuò)散，抑制刀具的擴(kuò)散磨損和減磨作用，這有利于提高刀具壽命。如硫易切削鋼，切削時(shí)形成多層包裹的低熔點(diǎn)復(fù)合氧化物和硫化物夾雜，減輕了刀具磨損。
易切削鋼就是把優(yōu)良的切削性與良好的力學(xué)性能完美統(tǒng)一。實(shí)現(xiàn)這個(gè)統(tǒng)一的關(guān)鍵就是如何調(diào)整或改變夾雜物組成與形態(tài)。無(wú)論是采用單獨(dú)或復(fù)合加入某種易切削元素改變鋼成分，還是選擇合適的脫氧制度，其目的就是獲得適合于切削金屬的非金屬夾雜物。
◆鋼中MnS夾雜物對(duì)中厚板的韌性是非常不利的，然而，在取向硅鋼中，利用MnS作為抑制劑可以改善取向硅鋼的磁性，這時(shí)MnS就是有利夾雜物了。取向硅鋼片主要用于制造變壓器，取向硅鋼中的高斯取向晶粒是由(110)平行于板面，<001>方向平行于軋制方面的二次再結(jié)晶晶粒構(gòu)成的。為使此位向的二次再結(jié)晶晶粒得到發(fā)展，則必須有抑制劑在鋼中彌散分布，有效控制退火時(shí)二次再結(jié)晶其它位向再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大。MnS是取向硅鋼中重要的抑制劑，連鑄坯經(jīng)過(guò)1300~1400℃高溫固溶處理，保持合適錳硫積，析出細(xì)小MnS質(zhì)點(diǎn)呈球形，尺寸為80~100nm，可作為防止晶粒長(zhǎng)大的抑制劑。
◆特殊用途的中厚板要求具有良好的可焊性和焊接熱影響區(qū)的韌性。研究指出，提高厚板熱影響區(qū)韌性最有效的方法是“氧化物冶金”。氧化物冶金是在煉鋼、凝固和相變過(guò)程中控制夾雜析出物成分、數(shù)量、尺寸，在鋼材中形成微細(xì)彌散分布的夾雜物，在焊接的熱影響區(qū)域，這些夾雜物釘扎在奧氏體晶界，抑制奧氏體晶粒長(zhǎng)大，細(xì)化晶粒來(lái)改善厚板焊接熱影響區(qū)的微觀組織，從而提高焊接熱影響區(qū)的韌性。對(duì)于非調(diào)質(zhì)鋼，采用氧化物冶金既保證了鋼材的韌性，又省掉熱鍛后的調(diào)質(zhì)熱處理，可節(jié)約成本。通過(guò)對(duì)各類夾雜物的探索，人們發(fā)現(xiàn)，在高溫下，含有Mg、Ca、Ti、B的細(xì)微氧化物和氮化物具有釘扎和形核的綜合作用，從而可達(dá)到細(xì)化晶粒、提高鋼韌性的目的。氧化物冶金是人們研究的熱點(diǎn)技術(shù)。
--本文摘自“連鑄坯質(zhì)量控制”
冀公網(wǎng)安備13050002001422號(hào)