钢材知识二

钢材小知识(二)默认分类2010-08-07 21:04:31 阅读10 评论0 字号：大中小订阅31、钢中气体有什么危害?钢中气体显著地降低了钢的性能，造成钢的种种缺陷，带来许多质量问题。

溶解在钢中的气体，在凝固过程中会产生偏析现象，更严重者会形成中心孔隙或显微孔隙。

使钢的机械性能降低，破坏钢连续而致密的组织。

溶解在钢中的气体也会降低钢的其它物理性能及力学性能，降低钢的塑性、韧性及电磁性能。

钢中的氢能使钢变脆，降低钢的强度、塑性、冲击韧性，称之为氢脆，钢中的氢又是“白点”产生的根本原因。

氮能增加软钢的时效硬化性。

弥散分布的超显微氮化物组织，使钢的强度、硬度提高，但另一方面又大大地降低了塑性和冲击韧性；氮也是导致兰脆现象的重要原因。

32、怎样才能减少钢中气体含量？减少钢中气体含量可从两方面入手：一是减少钢液吸进去的气体；一是增加冶炼过程中排出去的气体。

钢中的氢可由水分解产生，因此要采取烘烤、干燥等措施，最大限度去除原料、造渣料及耐火材料中的水分。

提高顶吹转炉用氧气的纯度可降低钢中溶解的氮。

钢中气体都与冶炼时间有关，冶炼时间越长，钢中溶解的气体越多，所以要尽量缩短冶炼时间。

当原材料、耐火材料等条件一定时，又如何加强气体的排除工作呢?(1)在炼钢过程中利用脱碳反应产生的气泡去气，在冶炼过程中必须保证有良好、有力的脱碳反应，造成熔池积极、活跃的“沸腾”，才会大量地排除钢中气体；(2)在出钢后可采用底吹惰性气体进行精炼除气，这种方法称为“气泡法”。

惰性气体吹入金属既不参予化学反应又不溶解于金属内，却形成气泡，气泡中氢与氮几乎为零，溶解在钢液中的氢、氮可以不断地扩散到气泡中去，随之上升排除到大气中去；(3)真空去气：氢、氮在钢中的溶解度均与它们在气相中的分压力的平方根成正比。

那么，如果我们不断地减少氢、氮在气相中的分压，以至气相中的压力很低很低，甚至于接近真空状态时，那时气相中氢、氮的分压也就接近于零，钢中溶解的(H)、(N)也将很少很少。

这就是真空去气的原理。

真空去气不仅适于氢、氮，也适用于(O)。

这就是钢水精炼技术的一大进步。

33、控制转炉钢水终点含碳量有哪些方法?终点时钢中含碳量的大小是根据不同钢种而定的。

准确地控制终点钢中含碳量十分重要，但也比较困难。

目前在国内外常用的控制终点含碳的方法有：(1)拉碳法也就是当熔池金属中的含碳量达到要求时停吹。

(2)高拉补吹法根据炉口火焰、火花的情况，并结合炉役期、供氧时间和耗氧量，再按钢种要求稍高一些进行拉碳，拉碳后快速分析后再补吹一段时间。

(3)后吹增碳法在吹炼中高碳钢时，可按冶炼低碳钢的方法将碳拉到较低，然后再按钢种成分的要求，采用加碳粉工艺，将钢液中的碳增到所需要的范围内。

34、什么是转炉的公称容量及其表示方法?转炉设计时的容量通常称之为公称容量，是对转炉容量大小的一个统一称呼。

目前国内外对转炉公称容量含义的解释很不统一，归纳起来大体有以下三种表示方法。

(1)以平均金属(铁水和废钢)装入量(吨)表示；(2)以平均出钢量(吨)表示；(3)以平均炉产良坯(锭)量(吨)表示。

而以平均出钢量表示公称容量的较多。

35、对钢的性能有哪些要求?经过冶炼得出的钢水通常要浇注成钢锭(或连铸坯)后，再经轧制(或铸造)成材，送往用户使用。

因此，钢水、钢锭、钢坯、钢材等几个环节中，对用户来讲，最重要的则是钢材的性能如何。

我们常说的钢的性能也就是指钢材的性能。

钢的性能，主要是指钢的化学成分、机械性能及工艺性能要求。

按照我国的钢材标准要求，对各种牌号的钢种，化学成分、各元素的含量都有严格的界限要求。

除此之外，对钢材的机械性能都有具体的要求。

钢的机械性能亦即力学性能，是指钢材在静力荷载及动力荷载条件下，钢的力学表现。

一般常规检验的项目有如下几个：(1)屈服点及屈服强度钢材在受静荷载拉力时，当力不再增加而钢材仍继续发生塑性形变时的现象叫“屈服”。

屈服点表示材料急剧地大量延伸时的强度。

用符号σs来表示。

只有一些软钢才出现明显的屈服现象，那么，当钢的屈服点不明显或根本没有屈服点时，将用人为规定的屈服强度σ0.2来衡量，σ0.2是材料受静拉伸应力时其永久变形达到标距为0.2％时的强度，可以认为它相当于钢铁的屈服点。

(2)抗拉强度σb 表示材料受静拉伸应力时试样所能经受的最大应力。

(3)延伸率试样在拉断前后长度之差与试样原长度之比。

它表明该金属材料的塑性。

(4)断面收缩率试样在拉断前后的面积差与原面积之百分比。

它同样也表明金属材料的塑性。

以上指标数据都是通过静荷载拉伸试验测得的。

(5)冲击韧性这是通过动态试验－冲击试验测得的，它是试样在突然的重力打击下测得的冲击钢试样所消耗的功。

用ak值来表示，用它可以衡量材料对激烈动载荷的抵抗能力－即材料的韧性大小。

除上述几项指标外，根据不同的钢种，还可以进行疲劳试验，测定材料在交变应力作用下的疲劳极限，以及进行弯曲试验，测定材料的塑性等等。

钢的工艺性能是指钢材在加工过程中的性能，有焊接性、切削加工性能、延展性等，对特殊用钢还要求一些特殊性能，如耐热、耐腐蚀、导磁性能等。

36、对钢的质量有哪些要求?随着生产和科学技术的不断发展，人们对钢质量的要求也在逐步提高，钢质量特性所包括的具体内容也在不断丰富。

广义的质量概念不仅指产品能满足人们需要的那些自然属性，而且包括为了保证产品质量及其实际应用而进行的各方面工作的水平。

因此，钢质量就是“产品或工作满足使用要求的各种特性的总和”。

转炉炼钢厂生产的连铸坯或钢锭通常都要开坯轧成钢材或用钢材再加工成零件、部件使用。

钢材必须首先符合标准才能出厂。

钢材是由连铸坯或钢锭生产出来的。

那么对钢质量有哪些要求，简单的讲就是钢的成分合格(控制在最佳成分范围)、缺陷少(在标准规定的范围内)，加工便利、使用可靠。

即具有良好的使用性能和工艺性能。

如何保证这两项性能达到要求呢?除了成分控制好以外，还必须保征钢坯或钢材的表面良好、结构致密、组织均匀、钢的纯洁度高(有害气体和夹杂物少)。

37、怎样检验钢的质量?通常讲的质量都可概括为适用性、可靠性和经济性三个方面。

对于每一种具体的钢种，这三方面的要求大多通过制定的质量标准反映出来。

为了保证钢材达到质量标准，对整个钢生产过程要进行严格的质量检验。

评价钢的质量，应从以下主要项目进行检验：(1)钢的化学成分分析从浇注中期取出试样分析化学成分是否达到出厂标准和内控标准要求；(2)钢锭表面质量检验根据标准判定是否精整、判废；(3)关键生产工艺检验为了保证专门用途或技术条件要求更严格制定的工艺标准，据以判定降级或报废。

各钢种的使用要求不同，出厂钢材检验项目也不同。

对钢材首先必须按标准规定进行机械性能检验，常做的有拉力试验，较重要的进行冲击试验(用于结构，其中对钢的残铝量国际上通行的要求为全铝≥0.020％，酸溶铝≥0.015％，已纳入我国新的碳素和低合金结构钢国家标准中，即普碳D级和低合金要求-20和-40℃冲击的钢种)、还有硬度和断口分析等。

针对用途，对钢材(坯)进行宏观组织检查，常用的有酸浸低倍检验(用于优质钢等)、断口检验(碳工钢)、塔形车削发纹检验(高级优质钢)及硫印试验等。

目前超声波无损探伤也已作为检验方法广泛使用(如用于焊管、重轨等)。

针对用途，对钢材进行工艺性能试验，以检验钢在加工制造工艺过程中，以及使用过程中金属本身质量的适应能力，如冷热顶锻试验、冷热弯曲试验、管材工艺性能试验、焊接性能试验、淬透性试验等等。

根据钢种标准，用户要求和分析质量认为必要时，还应进行钢的显微组织检查。

一般在钢材(坯)上用放大100倍以上的金相显微镜按图谱判定。

通过显微组织检验，还可查明工艺对钢质量的影响。

在钢材生产中必须保证的检验项目要求，与炼钢有关的应反映在各厂对不同钢种制定的工艺和质量标准中，炼钢生产对于保证更高质量的企业标准的指标值必须坚决予以实施，并作为检验判定的依据。

38、什么是钢的宏观检验?常用的方法有哪几种?宏观检验是用肉眼或在不超过十倍放大镜下检查钢的纵横截面或断口。

常用的方法有酸蚀试验、断口试验、塔形试验、硫印试验和超声波探伤等。

39、什么是酸蚀低倍检验?检验哪些内容? ’一般称低倍检验或酸浸试验。

方法是将试样用酸液腐蚀，使钢的不均匀部分和缺陷，因被腐蚀的速度和程度不同而显示出来。

酸蚀试验常用的是50％盐酸水溶液。

它可检验有无缩孔、疏松、偏析、气泡、夹杂、裂缝、白点、翻皮、折叠等缺陷，以及树枝状晶和流线等组织。

它是优质钢、合金结构钢等须检验的项目。

40、什么是转炉溅渣护炉技术?转炉溅渣技术是近年来开发的一种提高炉龄的新技术。

它是利用氧枪喷吹高压氮气，在2～4分钟内将出钢后留在炉内的，有一定MgO含量的残余炉渣，喷溅涂敷在整个转炉内衬表面上，形成炉渣保护层的护炉技术。

该项技术可以大幅度提高转炉炉龄，且投资少、工艺简单、经济效益显著。

我公司的四座转炉全都采用了此项技术，转炉炉龄最高达到2.4万炉。

41、溅渣护炉技术的基本原理是什么?答：溅渣护炉技术的基本原理，是在转炉出钢后，调整余留终点渣成分，利用MgO含量达到饱和或过饱和的终点渣，通过高压氮气的吹溅，在炉衬表面形成一层与炉衬很好烧结附着的高熔点溅渣层，这个溅渣层耐蚀性较好，并可减轻炼钢过程对炉衬的机械冲刷，从而保护了炉衬砖，减缓其损坏程度，使得炉衬寿命得以提高。

42、转炉出钢为什么进行挡渣操作答：随着用户对钢材质量要求的日益提高，需要不断提高钢水质量。

减少转炉出钢时的下渣量是改善钢水质量的一个重要方面。

在转炉出钢过程中进行有效的挡渣操作，不仅可以减少钢水回磷，提高合金收得率，还能减少钢中夹杂物，提高钢水清洁度，并可减少钢包粘渣，延长钢包使用寿命。

与此同时亦可减少耐材消耗，相应提高转炉出钢口耐火材料的使用寿命，还可为钢水精炼提供良好的条件。

43、我公司转炉挡渣用的是什么方法？还有哪些挡渣方法？我公司目前采用的是挡渣球挡渣，出钢末期人工投入。

另外还要十几种挡渣方法：挡渣塞法、挡渣料法、避渣罩法、滑板法、气动挡渣法、电磁挡渣法、出钢口吹气干扰涡流法、转动悬臂法、挡渣棒法、挡渣灌挡渣法、均流出钢口挡渣法等。

44、什么是挡渣球法?其原理是利用挡渣球密度介于钢、渣之间，在出钢将结束时堵住出钢口以阻断渣流人钢包内。

挡渣球的形状为球形，其中心一般用铸铁块、生铁屑压合块、小废钢坯等材料做骨架，外部包砌耐火泥料，挡渣球一般在出钢量达到1／2—2／3时投入，挡渣命中率高。

45、什么是钢水炉外精炼?答：炉外精炼是把转炉、电炉中所炼的钢水移到另一个容器中(主要是钢包)进行精炼的过程。

也叫“二次炼钢”或钢包精炼。

炉外精炼把传统炼钢分为两步。

(1)初炼：在氧化性气氛下进行炉料的熔化、脱磷、脱碳和主合金化。

(2)精炼：在真空、惰性气氛或可控气氛下进行脱氧、脱硫、去除夹杂、夹杂物变性、微调成分、控制钢水温度等。