二次煉鋼技術的充分使用已使重要的大型鍛件用鋼的純凈度產(chǎn)生了飛躍的進步。與之相應的鑄錠技術和措施也已取得了較大的發(fā)展和廣泛地應用。這些成就解決了重要大鍛件用大型鋼錠中的氣體、夾雜物和偏析問題。它代表了當代大型鍛件的質(zhì)量水平。
然而，由于二次煉鋼技術與鑄錠技術的高成本的限制，不可能全部覆蓋普通大鍛件的生產(chǎn)中。再者，制造廠家力圖用簡單、恰當?shù)毓に嚪椒ㄉa(chǎn)出符合技術要求的大鍛件。這樣,在普通大鍛件生產(chǎn)中，對上述影響鍛件質(zhì)量的問題，仍具有普遍意義。
關于鋼中夾雜物的生成和去除以及它在鍛壓、熱處理過程中的變化，對鍛件性能的影響等問題;已經(jīng)在***節(jié)中進行了討論，這里著重討論鋼錠中的夾雜物。
鋼液經(jīng)過出鋼注入鋼包中以及隨后澆注到鋼錠模中，其中非金屬夾雜物根據(jù)斯托克斯定律不斷的上浮。但是,由于出鋼和澆注時鋼液的攪動，對耐火材料的浸蝕和鋼液的二次氧化過程,鋼液中夾雜物又不斷增加。實際上鋼液中非金屬夾雜物的變化不大。
因之，要求鋼液在鋼包中必須有足夠長的靜置時間，以促使較大尺寸的夾雜物上浮， 對減少夾雜物是有利的。
氧化鋁夾雜和一部分硅酸鹽類夾雜在鋼液凝固以前，是以固體顆粒的形式懸浮于鋼液中。而硫化物夾雜和一部分硅酸鹽夾雜是在鋼液的凝固過程中不斷析出的。凝固中由于鋼錠模壁冷卻產(chǎn)生攪動等的影響,懸浮于鋼液中的氧化物等難熔夾雜物在鋼錠中的分布是不均勻的。而硫化物夾雜則主要決定于偏析過程，在正偏析區(qū)富集更多的硫化物，越向鋼錠中心和越接近冒口，硫化物夾雜的含量越高。
上述是夾雜物在鋼錠中的一般情況。而目前在普通大鍛件用大型鋼錠的生產(chǎn)中，時而發(fā)現(xiàn)有粗大、密集的夾雜物。其大小往往達到幾毫米，現(xiàn)在它完全可以里超聲波探傷的方法檢測出來。
粗大的夾雜物具有***大的危害性。根據(jù)斷裂力學的概念，當夾雜物的尺寸超過某一臨界尺寸時，作為現(xiàn)成裂縫可能在應力作用下，使鍛件疲勞斷裂。較小的來雜物單個存在時， 危害性不大。但是當成鏈狀或團狀的密集狀態(tài)時，則危害性大大增加。所以，在大鍛件技術標準中，對粗大夾雜物和密集夾雜物都作了嚴格的限制。
這些粗大的夾雜物主要是氧化物類夾雜，其成分除含有大量的SiO2和AI203,以及MnO、FeO以外，還發(fā)現(xiàn)有CaO和MgO。后者的存在，證明了這些夾雜物是耐火材料被浸蝕而混入鋼液的結果。
資料[103]研究分析了大氣澆注的39個45.7t到87t鋼錠的30Cr2MoV鋼中的三種粗大堆積夾雜物：粘連片狀夾雜、堆聚粗顆粒夾雜和大塊硅酸鹽夾雜。它們的存在是引起鍛件探傷致廢的主要原因。
粘連片狀夾雜,其組成是以鋁的氧化物為主,含有一些SiO2和MnO，可見到硅酸鹽顆粒與鋁酸鹽顆粒粘連混雜。A1203是脫氧過程以固態(tài)直接從鋼液中結晶出來。_它上浮時和由鋼液氧化形成的硅酸鹽薄膜在表面相結合，受鋼流攪動而又卷入鋼內(nèi)，在鋼液中形成 粘連片狀。鍛件檢驗中可發(fā)現(xiàn)不同程度的缺陷。
堆聚顆粒夾雜：其組成是A1203為主的夾雜物，形態(tài)呈規(guī)則的棱角形結晶。另外有高透明的玻璃質(zhì)，它是含有SiO2硅酸鹽。其中Ca0、Na20的含量也較多。它是在高溫鋼液流動性良好的條件下產(chǎn)生的，故以顆粒狀存在于鋼中。探傷發(fā)現(xiàn)當量尺寸約在Φ2?4mm范圍內(nèi)。
大塊硅酸鹽夾雜：其組成含有CaO 20%~40%、較多的Na20、較少的Al203、Si02 和MnO，表明大塊硅酸鹽來自飄浮在鋼錠模鋼液表面的渣液。鍛件探傷可發(fā)現(xiàn)不同程度的缺陷。
這些粗大夾雜物的堆聚，尤其在鋼錠水口端的堆聚，除了結晶下沉或緩凝富集是凝固過程中的普遍規(guī)律，此外還有鋼流或下落的硬殼將夾雜物帶入底部所形成。
資料[104]認為鑄錠工藝的改善是防止形成鋼中粗大夾雜物的關鍵。如：防止鋼液的二次氧化措施;研究改變粉渣的組成、加入方法 ；冒口發(fā)熱劑的選擇與應用；防止表面浮渣混入等。
資料[105]對真空鑄錠的4個錠身直徑3404mm、高度3810mm的3.5%NiCrMoV鋼錠的研究認為:鋼錠底部存在的粗大夾雜物是由冒口***初凝固的渣殼和保溫帽周壁的塌陷物掉入錠身造成的。只要保持冒口渣殼和側(cè)壁在鋼錠凝固以前不道破損，就不至出現(xiàn)那些粗大的夾雜物。
大型鋼錠中的粗大夾雜物問題，在采用恰當?shù)蔫T錠工藝和防止?jié)沧⑦^程中的污染措施以后,是可以解決的。
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