感应电炉的配料计算
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13
具体配料 100kg中频感应电炉
配比(%)
炉料重量(kg)
炉前包(100kg)内处理
生铁(Q10) 66.5
66.5
球化剂1.5%:100×1.5%=1.5kg
回炉料(QT) 30.0
30.0
废钢 3.5
3.5
一次孕育剂0.5%: 100×0.5%=0.5kg
(75Si-Fe)
65Mn-Fe 0.11 0.17 0.17
需加Si-Fe:0.4kg(不计烧损)
9
2)QT700-2(原铁液)(酸性炉)
类别
C
Si Mn
P
S
设计成分(%) 3.7 1.3 0.4 ≤0.06 ≤0.05
元素增减率A(%)
考虑元素增减后的 炉料成分(%)
-5 3.89
-7 1.40
-20 0
0
0.50 ≤0.06 ≤0.05
X 炉料
X 铁水 1 A
0.046 0.06
合格
12
注:
1. 电炉的S原一般在0.03~0.05%。 2. 原铁水含Si1.3%,加上球化剂(以1.5%计)
中含Si量0.60%和孕育剂(一次孕育0.5%, 二次或瞬时孕育0.1%)中含Si量0.45%,则 终硅为2.35%左右。 3. 0.5%Cu(电解铜板)在炉前包内冲入。
10
根据生产条件,确定球铁回炉料配比为30%。 设炉料总重为100%,其中生铁为x%, 则废钢为(100-30-x)=(70-x)(%)。 可根据各种炉料的含碳量,列出下式: 4.15x+0.15(70-x)+3.75×30=3.89×100 4.15x+10.5-0.15x+112.5=389 4.00x=266 x=66.5(%)生铁, 而废钢为(70-x)=(70-66.5)=3.5(%)。
生铁 (Q10)
4.8
4.15 0.199 1.03 0.049
0.35
0.017
0.03
0.001
合计 100
0.422
0.407
0.581
0.037
要求 成分
0.421
0.625
1.00
≤0.04
差额
~0
-0.218
-0.419
处理 方法
炉内 脱氧剂
炉内 脱氧剂
合格
P(%) 成分 数量 0.04 0.024 0.035 0.012 0.04 0.002
Ti回=30%x0.5%=0.15%
由于Ti-Fe中含Ti40%
而感应电炉中Ti烧损为-50%
则需要补加Ti-Fe
0.5-0.15X(1-50%)
0.425
0.4X(1-50%)
0.20
2.125(%)
26
方法二
以不锈钢的新料和回炉料为主料,辅加其 他合金配制316牌号的不锈钢(估算法)。
27
在熔炼过程中,元素会烧损; 加料时,应将烧损的量加入。
感应电炉的配料计算
1
1.感应电炉在一般情况下,常见元素增减率(%)
炉子
类别 C
Si
感应电 炉(酸 -(5~10) -(<10) 性)
感应电 炉(碱
-(5~10)
-(20
性)
~30)
Mn S P Cr Mo Cu Ni V Ti
-(20
-(30~ -(40~
~0 ~0 -(5~10) -(2~5) ~0 ~0
0.50
0.90 ≤0.04 ≤0.04
5
4.配料计算
1)HT250(酸性炉)
类别
C
Si Mn
P
S
设计成分(%) 3.2 1.4 0.9 ≤0.07 ≤0.06
元素增减率A(%) -5
-7 -20
0
0
考虑元素增减后的炉 料成分(%)
3.37
1.51 1.13
0.07
0.06
计算公式
X铁水 X炉料 (1 A)
0.038 ≤0.04
合格
17
具体配料 100kg中频感应电炉
配比(%)
炉料重量(kg)
废钢60.2
60.2
回炉料35.0
35.0
生铁(Q10)4.8
4.8
脱氧剂
65Mn - Fe:
0.419 0.64(5 kg) 0.65 75Si - Fe:
0.218 0.29(1 kg) 0.75 Al(终脱氧):0.110(5(kkgg)
废钢 3.5 0.15 0.01 0.35 0.01 0.50 0.02 0.04 0.001
合计 100.0
3.90
1.39
0.39
0.027
要求 成分
3.89
1.40
0.50
0.05
差额 处理 方法
~0
-0.01
-0.11
合格
炉后 补加
合格
P(%) 成分 数量 0.04 0.027 0.06 0.018 0.04 0.001
1.00
≤0.04 ≤0.04
X 炉料
X钢液 1 A
15
根据生产条件,确定回炉料配比为35%。 设炉料总重为100%,其中废钢为x%, 则生铁(Q10)为(100-35-x)=(65-x)(%)。 可根据各种炉料的含碳量,列出下式: 0.15x+4.15(65-x)+0.38×35=0.421×100 0.15x+269.75-4.15x+13.3=42.1 4.00x=240.95 x=60.2(%)废钢, 而生铁为(65-60.2)=4.8(%)。
18
4.铸造低合金钢
(1)按上述铸造碳钢的配料方法确定废钢、回 炉料和生铁的比例。
(2)以上述基本炉料的总重为100%,再计算 铁合金的加入量。
如化学成分中要求含铬3%,而感应炉铬的烧
损为-5%,Cr-Fe含Cr60%,则炉料中加入的Cr-Fe比
例为:
3.0 0.60 (1
5%)
5.2(6 %)。
(2)计算微碳Cr-Fe加入量
若设Cr含量为18%,Cr-Fe含Cr63%,感应炉Cr 烧损为-5%,则炉料中Cr-Fe的加入比例为:
01.86-3158.4x(1(5.145-5%%))= 2211..50(5(%%)) 21(%)
另:需加Ni板 9%-2.7%=6.3%
23
(3)计算出比例为21.5%的Cr-Fe中的含碳量 比例CCr-Fe
<0.08 <1.5 <1.5 9~12 18~21 2~3
30
(2)确定元素烧损率
设定碱性快速炉的元素烧损率为: C Si Mn Ni Cr Mo
-5% -25% -20% 0 -3% -2%
31
(3)计算出炉料中各元素(包括烧损量)
应有的质量分数
X 炉料
X 钢液 1 A
式中 X炉料 ——炉料中某元素的质量分数(%) X钢液 ——合金液中某元素应控制的质量分数(%) A ——某元素的烧损率(质量分数,%)
32
(4) 根据炉料总重量,计算出各元素应有重量 Cr设计成分为18~21%,以18%计算。 100kg炉 Cr元素应18.6kg
33
(5)计算出回炉料中各元素的重量
回炉料 含Cr18.2 用40% 配料中Cr 7.28 kg
新 料 含Cr18.0 用53.5%
9.63 kg __________
~25)
40) 60)
-(10
-(30~ -(40~
~0 ~0 -(5~10) -(2~5) ~0 ~0
~20)
40) 60)
2
2.感应电炉用金属炉料的成分(%)
种类
C
Si
Mn
P
S
Z14
4.19 1.46 0.76 0.04 0.036
Q10
4.15 1.03 0.35 0.04 0.03
废钢
0.15 0.35 0.50 0.04 0.04
废钢 12.8 0.15 0.02 0.35 0.04 0.50 0.06 0.04 0.005
合计 100
3.37
1.41
0.75
0.055
要求 成分
3.37
1.51
1.13
0.06
差额
0
-0.10
-0.38
处理 方法
炉内 补加
炉内 补加
合格
P(%) 成分 数量 0.04 0.023 0.07 0.021 0.04 0.005
* 对于铁合金中的其他成分,也须加以重视。如 Cr-Fe,有高C、中C、低C、微C之分。
4
3.设计成分(%)
牌号
C
Si
Mn
P
S
备注
HT250
3.1~3.3 1.6~1.9 0.8~1.0 (3.2) 1.7(1.4) (0.9)
≤0.07
≤0.06
以0.3%Si(即0.4%Si-Fe) 作为炉前孕育处理用
QT700
原铁液
3.6~3.8 (3.7)
-2 球化后 3.6~3.8
1.2~1.4 (1.3)
2.3~2.5
0.3~0.5 (0.4)
≤0.06
≤0.05
0.3~0.5 ≤0.06 ~0.02
Mg′
RE ′ Cu
0.03~0.05 0.02~0.04 0.5
ZG270-500 (ZG35)
0.40
0.049 0.07
合格
8
具体配料 100kg中频感应炉
具体配料
配比(%)
生铁(Z14) 57.2
回炉料
30.0
废钢 75Si-Fe
12.8 0.10 0.13 0.75
65Mn-Fe
0.38 0.58 0.65
炉料重量(kg) 57.2 30.0 12.8 0.13
0.58
炉前包内孕育(100kg铁水包) 0.4% 75Si-Fe(含0.3%Si)
0.65
Cu(加包内)0.5%: 100×0.5%=0.5kg
14
3)ZG270-500(ZG35)(碱性炉)
类别
C
Si Mn
P
S
设计成分(%) 0.40 0.50 0.90 ≤0.04 ≤0.04
元素增减率(%) -5 -20 -10 ~0
~0
考虑元素增减后的 炉料成分(%)
0.421
0.625
16
校核
炉料 配比 C(%)
Si(%)
Mn(%)
S(%)
名称 (%) 成分 数量 成分 数量 成分 数量 成分 数量
废钢 60.2 0.15 0.090 0.35 0.211 0.50 0.301 0.04 0.024
回炉料 35.0 0.38 0.133 0.42 0.147 0.75 0.263 0.035 0.012
其它合金元素以此类推。
5)铸造高合金钢
以铬镍不锈钢为例
方法一
以铬铁合金、电解镍板、纯铁、回炉料、钛铁合 金和废钢等为主料
配制ZGCr18Ni9Ti不锈钢
先设回炉料为30%,则其中: 含Cr=18%×30%=5.4% 含Ni=9%×30%=2.7%
21
(1)设计成分
C钢液;
C炉料
C钢液 1 A
22
11
校核
炉料 配比 C(%)
Si(%)
Mn(%)
S(%)
名称 (%) 成分 数量 成分 数量 成分 数量 成分 数量
Q10 66.5 4.15 2.76 1.03 0.68 0.35 0.23 0.03 0.02
回炉料 30.0 3.75 1.13 2.34 0.70 0.45 0.14 0.02 0.006
X炉料
X铁水 1 A
6
根据生产条件,确定回炉料配比为30%。 设炉料总重为100%,其中生铁为x%, 则废钢为(100-30-x)=(70-x)(%)。 可根据各种炉料的含碳量,列出下式: 4.19x+0.15(70-x)+3.18×30=3.37×100 4.19x+10.5-0.15x+95.4=337 4.04x=231.1 x = 57.2(%)生铁, 而废钢为70-57.2=12.8(%)。
回炉料(HT200) 3.28 1.88 0.66 0.07 0.098 回炉料(HT250) 3.18 1.78 0.86 0.07 0.098 回炉料(QT700-2) 3.75 2.34 0.45 0.06 0.02 回炉料(ZG35) 0.38 0.42 0.75 0.035 0.035
3
* 此外,还有可能使用各种铁合金,如75Si-Fe、 65Mn-Fe、60Mo-Fe、50Cr-Fe、电解Cu、Ni 等;
16.91 kg
34
(6) 计算出需补加的各元素的重量 需补加Cr元素18.6-16.91=1.69 kg
7
校核
炉料 配比 C(%)
Si(%)
Mn(%)
S(%)
名称 (%) 成分 数量 成分 数量 成分 数量 成分 数量
Z14 57.2 4.19 2.40 1.46 0.84 0.76 0.43 0.036 0.021
回炉料 30.0 3.18 0.95 1.78 0.53 0.86 0.26 0.098 0.029
28
中频感应炉熔炼碳钢和合金钢时元素烧损率
元 素
C
Si Mn Cr
Ti
Al W
V Mo Ni
酸
0 20
பைடு நூலகம்
性
~~
炉5 ~
碱 10
10 20
30 3 ~
10 10
40 ~ 60
30 ~ 50
3 ~ 5
~ 50
2 ~ 5
0
性
~~
炉
30 20
29
(1)确定合金的化学成分
316牌号化学成分(%) 为: C Si Mn Ni Cr Mo
*注: ① CNi板≈0,C纯铁≈0 ② 若加入其他合金,其中的含碳量最终也要校核
24
(4)其他炉料(废钢和纯铁等)中的含碳量(%)
C′炉料 = C炉料-(CCr-Fe+C回炉料)
*而其他炉料占总的炉料的比例为 (100-30-21.5-6.3)=42.2(%)
25
(5)根据C′炉料计算出各种其他炉料的比例 (6)计算Ti-Fe的加入量(Ti:0.5%) (7)校核(包括其他各种合金)
具体配料 100kg中频感应电炉
配比(%)
炉料重量(kg)
炉前包(100kg)内处理
生铁(Q10) 66.5
66.5
球化剂1.5%:100×1.5%=1.5kg
回炉料(QT) 30.0
30.0
废钢 3.5
3.5
一次孕育剂0.5%: 100×0.5%=0.5kg
(75Si-Fe)
65Mn-Fe 0.11 0.17 0.17
需加Si-Fe:0.4kg(不计烧损)
9
2)QT700-2(原铁液)(酸性炉)
类别
C
Si Mn
P
S
设计成分(%) 3.7 1.3 0.4 ≤0.06 ≤0.05
元素增减率A(%)
考虑元素增减后的 炉料成分(%)
-5 3.89
-7 1.40
-20 0
0
0.50 ≤0.06 ≤0.05
X 炉料
X 铁水 1 A
0.046 0.06
合格
12
注:
1. 电炉的S原一般在0.03~0.05%。 2. 原铁水含Si1.3%,加上球化剂(以1.5%计)
中含Si量0.60%和孕育剂(一次孕育0.5%, 二次或瞬时孕育0.1%)中含Si量0.45%,则 终硅为2.35%左右。 3. 0.5%Cu(电解铜板)在炉前包内冲入。
10
根据生产条件,确定球铁回炉料配比为30%。 设炉料总重为100%,其中生铁为x%, 则废钢为(100-30-x)=(70-x)(%)。 可根据各种炉料的含碳量,列出下式: 4.15x+0.15(70-x)+3.75×30=3.89×100 4.15x+10.5-0.15x+112.5=389 4.00x=266 x=66.5(%)生铁, 而废钢为(70-x)=(70-66.5)=3.5(%)。
生铁 (Q10)
4.8
4.15 0.199 1.03 0.049
0.35
0.017
0.03
0.001
合计 100
0.422
0.407
0.581
0.037
要求 成分
0.421
0.625
1.00
≤0.04
差额
~0
-0.218
-0.419
处理 方法
炉内 脱氧剂
炉内 脱氧剂
合格
P(%) 成分 数量 0.04 0.024 0.035 0.012 0.04 0.002
Ti回=30%x0.5%=0.15%
由于Ti-Fe中含Ti40%
而感应电炉中Ti烧损为-50%
则需要补加Ti-Fe
0.5-0.15X(1-50%)
0.425
0.4X(1-50%)
0.20
2.125(%)
26
方法二
以不锈钢的新料和回炉料为主料,辅加其 他合金配制316牌号的不锈钢(估算法)。
27
在熔炼过程中,元素会烧损; 加料时,应将烧损的量加入。
感应电炉的配料计算
1
1.感应电炉在一般情况下,常见元素增减率(%)
炉子
类别 C
Si
感应电 炉(酸 -(5~10) -(<10) 性)
感应电 炉(碱
-(5~10)
-(20
性)
~30)
Mn S P Cr Mo Cu Ni V Ti
-(20
-(30~ -(40~
~0 ~0 -(5~10) -(2~5) ~0 ~0
0.50
0.90 ≤0.04 ≤0.04
5
4.配料计算
1)HT250(酸性炉)
类别
C
Si Mn
P
S
设计成分(%) 3.2 1.4 0.9 ≤0.07 ≤0.06
元素增减率A(%) -5
-7 -20
0
0
考虑元素增减后的炉 料成分(%)
3.37
1.51 1.13
0.07
0.06
计算公式
X铁水 X炉料 (1 A)
0.038 ≤0.04
合格
17
具体配料 100kg中频感应电炉
配比(%)
炉料重量(kg)
废钢60.2
60.2
回炉料35.0
35.0
生铁(Q10)4.8
4.8
脱氧剂
65Mn - Fe:
0.419 0.64(5 kg) 0.65 75Si - Fe:
0.218 0.29(1 kg) 0.75 Al(终脱氧):0.110(5(kkgg)
废钢 3.5 0.15 0.01 0.35 0.01 0.50 0.02 0.04 0.001
合计 100.0
3.90
1.39
0.39
0.027
要求 成分
3.89
1.40
0.50
0.05
差额 处理 方法
~0
-0.01
-0.11
合格
炉后 补加
合格
P(%) 成分 数量 0.04 0.027 0.06 0.018 0.04 0.001
1.00
≤0.04 ≤0.04
X 炉料
X钢液 1 A
15
根据生产条件,确定回炉料配比为35%。 设炉料总重为100%,其中废钢为x%, 则生铁(Q10)为(100-35-x)=(65-x)(%)。 可根据各种炉料的含碳量,列出下式: 0.15x+4.15(65-x)+0.38×35=0.421×100 0.15x+269.75-4.15x+13.3=42.1 4.00x=240.95 x=60.2(%)废钢, 而生铁为(65-60.2)=4.8(%)。
18
4.铸造低合金钢
(1)按上述铸造碳钢的配料方法确定废钢、回 炉料和生铁的比例。
(2)以上述基本炉料的总重为100%,再计算 铁合金的加入量。
如化学成分中要求含铬3%,而感应炉铬的烧
损为-5%,Cr-Fe含Cr60%,则炉料中加入的Cr-Fe比
例为:
3.0 0.60 (1
5%)
5.2(6 %)。
(2)计算微碳Cr-Fe加入量
若设Cr含量为18%,Cr-Fe含Cr63%,感应炉Cr 烧损为-5%,则炉料中Cr-Fe的加入比例为:
01.86-3158.4x(1(5.145-5%%))= 2211..50(5(%%)) 21(%)
另:需加Ni板 9%-2.7%=6.3%
23
(3)计算出比例为21.5%的Cr-Fe中的含碳量 比例CCr-Fe
<0.08 <1.5 <1.5 9~12 18~21 2~3
30
(2)确定元素烧损率
设定碱性快速炉的元素烧损率为: C Si Mn Ni Cr Mo
-5% -25% -20% 0 -3% -2%
31
(3)计算出炉料中各元素(包括烧损量)
应有的质量分数
X 炉料
X 钢液 1 A
式中 X炉料 ——炉料中某元素的质量分数(%) X钢液 ——合金液中某元素应控制的质量分数(%) A ——某元素的烧损率(质量分数,%)
32
(4) 根据炉料总重量,计算出各元素应有重量 Cr设计成分为18~21%,以18%计算。 100kg炉 Cr元素应18.6kg
33
(5)计算出回炉料中各元素的重量
回炉料 含Cr18.2 用40% 配料中Cr 7.28 kg
新 料 含Cr18.0 用53.5%
9.63 kg __________
~25)
40) 60)
-(10
-(30~ -(40~
~0 ~0 -(5~10) -(2~5) ~0 ~0
~20)
40) 60)
2
2.感应电炉用金属炉料的成分(%)
种类
C
Si
Mn
P
S
Z14
4.19 1.46 0.76 0.04 0.036
Q10
4.15 1.03 0.35 0.04 0.03
废钢
0.15 0.35 0.50 0.04 0.04
废钢 12.8 0.15 0.02 0.35 0.04 0.50 0.06 0.04 0.005
合计 100
3.37
1.41
0.75
0.055
要求 成分
3.37
1.51
1.13
0.06
差额
0
-0.10
-0.38
处理 方法
炉内 补加
炉内 补加
合格
P(%) 成分 数量 0.04 0.023 0.07 0.021 0.04 0.005
* 对于铁合金中的其他成分,也须加以重视。如 Cr-Fe,有高C、中C、低C、微C之分。
4
3.设计成分(%)
牌号
C
Si
Mn
P
S
备注
HT250
3.1~3.3 1.6~1.9 0.8~1.0 (3.2) 1.7(1.4) (0.9)
≤0.07
≤0.06
以0.3%Si(即0.4%Si-Fe) 作为炉前孕育处理用
QT700
原铁液
3.6~3.8 (3.7)
-2 球化后 3.6~3.8
1.2~1.4 (1.3)
2.3~2.5
0.3~0.5 (0.4)
≤0.06
≤0.05
0.3~0.5 ≤0.06 ~0.02
Mg′
RE ′ Cu
0.03~0.05 0.02~0.04 0.5
ZG270-500 (ZG35)
0.40
0.049 0.07
合格
8
具体配料 100kg中频感应炉
具体配料
配比(%)
生铁(Z14) 57.2
回炉料
30.0
废钢 75Si-Fe
12.8 0.10 0.13 0.75
65Mn-Fe
0.38 0.58 0.65
炉料重量(kg) 57.2 30.0 12.8 0.13
0.58
炉前包内孕育(100kg铁水包) 0.4% 75Si-Fe(含0.3%Si)
0.65
Cu(加包内)0.5%: 100×0.5%=0.5kg
14
3)ZG270-500(ZG35)(碱性炉)
类别
C
Si Mn
P
S
设计成分(%) 0.40 0.50 0.90 ≤0.04 ≤0.04
元素增减率(%) -5 -20 -10 ~0
~0
考虑元素增减后的 炉料成分(%)
0.421
0.625
16
校核
炉料 配比 C(%)
Si(%)
Mn(%)
S(%)
名称 (%) 成分 数量 成分 数量 成分 数量 成分 数量
废钢 60.2 0.15 0.090 0.35 0.211 0.50 0.301 0.04 0.024
回炉料 35.0 0.38 0.133 0.42 0.147 0.75 0.263 0.035 0.012
其它合金元素以此类推。
5)铸造高合金钢
以铬镍不锈钢为例
方法一
以铬铁合金、电解镍板、纯铁、回炉料、钛铁合 金和废钢等为主料
配制ZGCr18Ni9Ti不锈钢
先设回炉料为30%,则其中: 含Cr=18%×30%=5.4% 含Ni=9%×30%=2.7%
21
(1)设计成分
C钢液;
C炉料
C钢液 1 A
22
11
校核
炉料 配比 C(%)
Si(%)
Mn(%)
S(%)
名称 (%) 成分 数量 成分 数量 成分 数量 成分 数量
Q10 66.5 4.15 2.76 1.03 0.68 0.35 0.23 0.03 0.02
回炉料 30.0 3.75 1.13 2.34 0.70 0.45 0.14 0.02 0.006
X炉料
X铁水 1 A
6
根据生产条件,确定回炉料配比为30%。 设炉料总重为100%,其中生铁为x%, 则废钢为(100-30-x)=(70-x)(%)。 可根据各种炉料的含碳量,列出下式: 4.19x+0.15(70-x)+3.18×30=3.37×100 4.19x+10.5-0.15x+95.4=337 4.04x=231.1 x = 57.2(%)生铁, 而废钢为70-57.2=12.8(%)。
回炉料(HT200) 3.28 1.88 0.66 0.07 0.098 回炉料(HT250) 3.18 1.78 0.86 0.07 0.098 回炉料(QT700-2) 3.75 2.34 0.45 0.06 0.02 回炉料(ZG35) 0.38 0.42 0.75 0.035 0.035
3
* 此外,还有可能使用各种铁合金,如75Si-Fe、 65Mn-Fe、60Mo-Fe、50Cr-Fe、电解Cu、Ni 等;
16.91 kg
34
(6) 计算出需补加的各元素的重量 需补加Cr元素18.6-16.91=1.69 kg
7
校核
炉料 配比 C(%)
Si(%)
Mn(%)
S(%)
名称 (%) 成分 数量 成分 数量 成分 数量 成分 数量
Z14 57.2 4.19 2.40 1.46 0.84 0.76 0.43 0.036 0.021
回炉料 30.0 3.18 0.95 1.78 0.53 0.86 0.26 0.098 0.029
28
中频感应炉熔炼碳钢和合金钢时元素烧损率
元 素
C
Si Mn Cr
Ti
Al W
V Mo Ni
酸
0 20
பைடு நூலகம்
性
~~
炉5 ~
碱 10
10 20
30 3 ~
10 10
40 ~ 60
30 ~ 50
3 ~ 5
~ 50
2 ~ 5
0
性
~~
炉
30 20
29
(1)确定合金的化学成分
316牌号化学成分(%) 为: C Si Mn Ni Cr Mo
*注: ① CNi板≈0,C纯铁≈0 ② 若加入其他合金,其中的含碳量最终也要校核
24
(4)其他炉料(废钢和纯铁等)中的含碳量(%)
C′炉料 = C炉料-(CCr-Fe+C回炉料)
*而其他炉料占总的炉料的比例为 (100-30-21.5-6.3)=42.2(%)
25
(5)根据C′炉料计算出各种其他炉料的比例 (6)计算Ti-Fe的加入量(Ti:0.5%) (7)校核(包括其他各种合金)