微量元素对钢的影响

题目：浅谈钢中夹杂物及微量元素对钢质量

的影响

学院：冶金与能源学院

专业:冶金工程

班级：16研二班

姓名：杨帆

学号：2016202127

2017.1.2

浅谈钢中夹杂物及微量元素对钢质量的影响

杨帆

华北理工大学冶冶金与能源学院，河北，唐山，063000

摘要

随着现代工程技术的发展，对钢的综合性能要求也日趋严格，相应地对钢的材质要求了越来越高。非金属夹杂物作为独立相存在于钢中，破坏了钢基体的连续性，加大了钢中组织的不均匀性，严重影响了钢的各种性能。例如，钢中夹杂物特别是 Al2O3 夹杂对钢的质量、机械性能等有极大影响 ,必须严格控制。另外，非金属夹杂物导致应力集中，引起疲劳断裂；数量多且分布不均匀的夹杂物会明显降低钢的塑性、韧性、焊接性以及耐腐蚀性；钢中呈网状存在的硫化物会造成热脆性。因此，夹杂物的数量和分布被认定是评定钢材质量的一个重要指标，并且被列为优质钢和高级优质钢出厂的常规检测项目之一。

其次，钢中微量元素的对钢的影响也日益加重。随着钢铁行业的不断发展，对钢铁质量的要求日趋严格，使得钢铁企业越来越重视对钢中微量元素的调控，本文从钢材的种类分析入手，分析钢中夹杂物及微量元素对钢质量的影响。

关键词：夹杂物、钢质量、微量元素

Abstract

With the development of modern engineering technology, the comprehensive performance requirements of steel are also becoming more and more strict. Non metallic inclusions exist in the steel as an independent phase, which destroy the continuity of the steel matrix, increase the uniformity of the microstructure of the steel, and seriously affect the performance of the steel. For example, the inclusion of steel, especially the Al2O3 inclusion has a great impact on the quality of steel, mechanical properties, etc., must be strictly controlled. In addition, non metallic inclusions lead to stress concentration caused by fatigue fracture; inclusion number and uneven distribution will significantly reduce the plasticity, toughness, weldability and corrosion resistant steel; steel mesh is sulfide will cause hot brittleness exist. Therefore, the quantity and distribution of the inclusions is recognized as an important indicator of evaluating the quality of steel, and is listed as one of the conventional test items of high quality steel and high quality steel factory.

Second, the impact of trace elements in steel on steel is also increasing. With the continuous development of iron and steel industry, iron and steel on the quality of the increasingly stringent requirements, the iron and steel enterprises pay more and more attention to the regulation of the trace elements in the steel, this paper starts from the analysis of the types of steel, influence analysis of inclusions in steel and trace elements on the quality of steel.

Key words:inclusion, steel quality, trace element

一、前言

随着钢铁工业的进一步发展 ,钢的材质设计和应用技术的开发给冶金工业带来了极大的挑战。钢铁产品将按着钢液洁净度高、成分控制精度高和产品性能稳定性能高的方向发展,其中高纯净度钢的生产是21世纪钢铁企业面临的重大课题 ,它的解决与钢的冶炼过程密切相关 ,而任何钢的冶炼都需要脱氧 ,脱氧制度(脱氧剂种类、用量、时间、次序)不同 ,钢液的脱氧效率、洁净度乃至钢材产品的质量都将受到极大的影响。本文将通过分析脱氧产生的夹杂物对钢质量的影响，说明夹杂物的控制对提高钢液洁净度,改善钢质量的作用。

二、夹杂物对产品性能影响的机理

钢的性能主要取决于钢的化学成分和组织。目前,用户对钢的强度、韧性、加工性能等要求日趋提高,对钢的化学成分和组织均匀性的要求也越来越高。钢中夹杂物主要以非金属化合物形态存在,如氧化物、硫化物、氮化物等,造成钢的组织不均匀, 而且它们的几何形状、化学成分、物理因素等不仅使钢的冷热加工性能和某些理化指标恶化 ,而且还能降低钢的机械性能和疲劳性能。

三、钢中主要夹杂物的来源

钢中的非金属夹杂物来源于两个方面:一是随冶炼过程产生 ,即在出钢时加入铁合金的脱氧产物和浇注过程中钢水和空气的二次氧化产物 ,称内生夹杂 ,此类夹杂一般颗粒细小 ,在钢中分布均匀;二是因种种原因从外界带入的,称外来夹杂物,此类夹杂物多为外形不规则、尺寸较大且分部不均匀。

3.1钢中非金属夹杂物的来源分类

3.1.1内生夹杂物

钢在冶炼过程中，脱氧反应会产生氧化物和硅酸盐等产物，若在钢液凝固前未浮出，将留在钢中。溶解在钢液中的氧、硫、氮等杂质元素在降温和凝固时，由于溶解度的降低，与其他元素结合以化合物形式从液相或固溶体中析出，最后留在钢锭中，它是金属在熔炼过程中，各种物理化学形成的夹杂物。内生夹杂物分布比较均匀，颗粒也较小，正确的操作和合理的工艺措施可以减少其数量和改变其成分、大小和分布情况，但一般来说是不可避免的。

3.1.2外来夹杂物

钢在冶炼和浇注过程中悬浮在钢液表面的炉渣、或由炼钢炉、出钢槽和钢包等内壁脱落的耐火材料或其他夹杂物在钢液凝固前未及时清除而留于钢中。它是金属在熔炼过程中与外界物质接触发生作用产生的夹杂物。如炉料表面的砂土和炉衬等与金属液作用，形成熔渣而滞留在金属中，其中也包括加入的熔剂。这类