12Cr17Ni7不锈钢中大型夹杂物的分析_张存信

性能
数值
BaS
0.92
MnO2
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0.13 密度（g·mL-1）
0.7
SiO2
36.4
Na2O
7.35
熔 点 /℃
1 133
CaO
33.48
K2O
0.15 粘度/（Pa·s）
4.29
MgO
1.04
F
5.21
Al2O3
7.3
Fe2O3
0.5
C
4.05
水分
0.1
表 2 12Cr17Ni7 不锈钢的化学成分（质量分数/%） Table 2 Chemical composition of 12Cr17Ni7 stainless steel
12Cr17Ni7 不锈钢中大型夹杂物的分析
张存信 1，张亮 2，冯晓庭 1，龚志刚 2，胡梅青 1，刘国孝 3，米文宇 3
（1.青山控股集团检测中心，浙江 丽水 323903；2.浙江青山钢铁公司，浙江 丽水 323903； 3.中国兵器科学研究院 宁波分院，浙江 宁波 315103）
摘 要 对 12Cr17Ni7 （ASTM/301）不锈钢连铸坯中大型夹杂物的形貌和化学成分进行分析。 结果表明：该夹杂物是由 Fe、
元素 O Cu Mg Al Si S
质 量 分 数 /% 0.61 3.35 0.50 0.63 3.21 0.99
元素 Cr Ti Mn Fe Ni
质 量 分 数 /% 18.00 0.74 6.62 59.34 6.01
用 QSN750 型直读光谱仪分析了 12Cr17Ni7 不锈
表 1 保护剂 ST-SP/B300G 的化学成分及物理性能 Table 1 Chemical composition and physical properties of
protecting agent ST-SP/B300G
成分 质量分数/% 成分 质量分数/%
Cr、Ni、Mn 等金属组成，且有一定的韧性。 分析认为该夹杂物是在连铸过程中，在结晶器上较长时间凝结的钢液滴在表面
受到氧化后被钢水冲入钢液，这种没有上浮的半凝固态的钢液滴，在连铸后进入铸坯中形成外来的金属夹杂物；对此提出
具体的控制措施。
关键词 不锈钢；金属夹杂物；化学成分；显微组织；失效分析
中图分类号 TF764+.1
（1.Inspection Centre of Qingshan （Group） Company，Lishui 323903，China；2.Qingshan Iron and Steel Company， Lishui 323903，China；3.Ningbo Branch of China Academy of Ordnance Science，Ningbo 315103，China）
究［J］． 物理学报，2005，54（9）：4439-4444. ［6］ 徐国跃，王函，翁履谦，等． 纳米硫化物半导体颜料的制备及
其红外发射率研究［J］． 南京航空航天大学学报，2005，37（1）：
中，掺杂 48 μm 片状铝粉，对漆膜在 8～14 μm 波段的
125-129.
红外发射率进行测量和 SEM 表征可知，环氧树脂为基 体可制备出低红外发射率材料， 在最佳的铝粉含量为 30%，漆膜厚为 30～45 μm 时，红外发射率为 0.25。
第 34 卷 第 2 期 2011 年 3 月
兵器材料科学与工程 ORDNANCE MATERIAL SCIENCE AND ENGINEERING
Vol．34 No．2 Mar., 2011
DOI：CNKI:33-1331/TJ.20110318.1315.045 网络出版时间：2011-03-18 13:15:18 网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/33.1331.TJ.20110318.1315.201102.61_045.html
4 参考文献
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红 外 技 术 ，2005，27（6）：497-500. ［3］ 郦江涛，姜卫陵，赵云峰． 红外隐身涂料的研究进展［J］．宇航
材 料 工 艺 ，2000，30（5）：15-18. ［4］ Calvert R L，Gagliardi J A，Melachlan A D． Surface coating for
（mass fraction/%）
成分 GB/T1220—2007 12Cr17Ni7 成分 GB/T1220—2007 12Cr17Ni7
C
0.15
0.047 S
≤0.030
0.003
Si
≤1.00
0.36 Cr 16.00～18.00
16.27
Mn
≤2.00
3.19 Ni
6.00～8.00
6.11
收 稿 日 期 ：2010-11-19 ；修 回 日 期 ：2010-01-26
作者简介：张存信，男，高级工程师。 E-mail：bckg52@126.com。
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30～40 μm 厚的表面层。 当涂层厚度小于此值时，发射 率与衬底的性质和粗糙度有关， 特别是在涂层厚度很 薄时，衬底表面性质对红外发射率的影响相当大；当高 于此值时，红外发射率随着涂层厚度的增加而升高，在 涂层达到一定厚度后， 红外发射率会趋于一个稳定的 值，故最佳涂层厚度应控制在 30～45 μm 之间。
由于不锈钢具有不锈性、耐蚀性、良好的可加工性 和可回收使用等诸多的优点， 因而被广泛地应用于工 业装备、农业机械和生活用品，已经成为一种极具发展 前景的金属材料。 我国的不锈钢生产近几十年来也一
直保持了快速增长的态势，从 2005 年以来，我国的不 锈钢产量和消费都保持为世界第一的水平［1］。 特别是 AOD 和 LF 精炼技术的广泛应用， 不仅大大地缩短了 不锈钢的熔炼时间，提高了不锈钢的生产量，而且也使
文献标识码 A
文章编号 1004-244X（2011）02-0048-03
Analysis of macro inclusions in 12Cr17Ni7 stainless steel
ZHANG Cunxin1，ZHANG Liang2，FENG Xiaoting1，GONG Zhigang2，HU Meiqing1，LIU Guoxiao3，MI Wenyu3
［1］ 李靖字，杜仕国，施冬梅，等. 红外隐身涂料粘合剂的研究进
状和发展方向分析［J］． 红外技术，1994，16（1）：5-11.
第2期
张存信等：12Cr17Ni7 不锈钢中大型夹杂物的分析
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不锈钢产品的冶金质量得到了显著的提高［2］。 然而，由 于种种原因所致， 我国不锈钢产品的质量和品种都与 国际上工业发达国家有一定的差距， 特别是在非金属 夹杂物的控制方面差距更尤为明显。
为判定夹杂物成分的化学组成， 经能谱仪半定量 分析，其结果示于表 3 中［8］。 用能谱仪对夹杂物进行了
表 3 12Cr17Ni7 不锈钢的能谱半定量分析结果 Table 3 Semi-quantitatively determining results of spectrum of
12Cr17Ni7 stainless steel
P
≤0.045
0.032 N
≤0.10
0.099
钢的化学成分（如表 2 所示），另外直读光谱仪还分析 了其它一些元素， 其质量分数为：0.32 Cu，0.05 Mo， 0 Ti，0.09 Al，0.15 Co，0.000 6 B。 由以上分析 的 数 据 表 明，该炉的化学成分是合格的。 同时，还进行低倍和高 倍的显微组织分析，也完全符合标准的要求，为提高 钢的耐蚀性增加了 Mn 的含量。
在正常的冶金条件下， 不锈钢中总是无可避免地 会存在着一定数量的非金属夹杂物， 该夹杂物的存在 不仅会大大降低不锈钢制品的耐蚀性， 而且也会直接 影响到制品的使用性能， 从而成为影响不锈钢产品质 量的重要因素之一。大量研究表明：不锈钢的连铸坯和 热轧产品的缺陷，很多情况下都与夹杂物有关；夹杂物 往往造成产品中出现孔隙，这种孔隙能够引起裂纹；大 型夹杂物还可以引起产品表面质量降低、抛光性变差、 线性缺陷和分层等缺陷。因此，国内外学者对于不锈钢 的冶炼工艺、AOD 的脱氧过程、 熔渣的酸碱度和连铸 工艺条件， 以及各种非金属夹杂物的形成机制等进行 了大量研究 。 ［3-6］
2 夹杂物检测
2.1 夹杂物的形貌 从含有大型夹杂物的连铸坯上切取试样，经打磨、
清洗干净后，用 QUANTA400FEJ 扫描电镜对夹杂物进 行了形貌观察，如图 1 所示［7］。 可以看到，大型夹杂物 在金属基体上是孤立存在，且为不规则球团状，表面粗 糙，并有明显的金属光泽，表明是一种具有一定韧性的 夹杂物。 2.2 能谱分析结果
low emittance in thermal srobeilance band［J］． AR-003-992，
3结 论
环氧树脂的红外性能、 力学性能及耐化学性能总 体优于醇酸清漆、聚氨酯清漆和酯胶清漆，是实际操作 中制备低红外发射率材料的理想粘合剂。 在实际操作
1984. ［5］ 张维佳，王天民，钟立志，等． ITO 导电膜 红 外 发 射 率 理 论 研
Abstract The morphology and composition of macro inclusions in 12Cr17Ni7 stainless steel (ASTM/301) continuous casting billet were analyzed. The results show that the inclusions are intermetallics of Fe， Cr， Ni and Mn. Preliminary analysis shows that the inclusions stem from the oxided steel drips that congealed on the crystallizer. The drips enter liquid steel to form inclusions during continuous casting process. Some improvements are suggested on the basis of relative literature， too. Key words stainless steel；metallic inclusion；chemical composition；microstructure；failure analysis
作者通过对实际生产过程的不锈钢中大型夹杂物 的分析，探讨不锈钢中大型夹杂物的化学组成、形成机 制，为控制夹杂物形成提出一些具体措施。
1 冶炼工艺及钢的化学成分
1.1 12Cr17Ni7 不锈钢的冶炼工艺参数 某厂生产的 08C1855 炉 12Cr17Ni7 不锈钢钢系由
30 t 的 AOD 炉 冶 炼 ，AOD 出 钢 温 度 为 1 567 ℃ ； 在 LF 炉中吹氩搅拌 25 min 后，温度为 1 528 ℃；转入中 间包后测得的温度为 1 481～1 495 ℃， 中间包使用河 南西保厂生产的覆盖剂进行保护， 该覆盖剂的质量分 数为：4.5% SiO2 ，0.3% Al2O3，2.14% Fe2O3，1.21% CaO， 90.05% MgO，0.47% H2O。在 10R 弧形二机二流连铸机 上以拉速为 1.25~1.35 N/min 进行连铸，拉坯的断面尺 寸为 200 mm×200 mm，结晶器的液面高度由塞棒液面 自动控制器控制， 同时结晶器还采用了电磁搅拌和末 端电磁搅拌措施；结晶器中用保护剂进行保护，所使用 的保护剂的化学成分和物理性能见表 1。 1.2 化学成分及显微组织