材料的性能,诸如延性、疲劳强度、断裂延伸和金属的抗冲击性主要由非金属夹杂物的特性,特别是由它们的尺寸和它们的数量来决定。按照“零夹杂物”钢的概念,如果非金属夹杂物的尺寸小于1μm,而钢中夹杂物数量少到相邻夹杂物之间的间距在10μm以上,且这些夹杂物将不会对材料的宏观性能产生任何影响。这就是“零夹杂物”钢术语的限定条件。
最近武汉科技大学材料和冶金学院与中国金属学会及北京钢铁研究总院共同开展了零夹杂物钢及其氧化物夹杂特点的研究。采用真空感应熔炼及电子束熔炼生产出一种具有4×10-6T[O],5×10-6[S],3×10-6[N]成分的钢。以原位分析和SEM试样检验显现出钢中的非金属夹杂主要是尺寸在1~4μm范围的氧化铝颗粒,通过SEM和EDS分析了从钢电解萃取的夹杂物的组织形态和成分。发现尺寸范围从10~20μm的一些脱氧产品和炉衬材料以及钢中存在的尺寸为40μm左右的一些保护渣夹杂物。大多数较大的夹杂物源自于原材料。
作者提出了由于在EBM中金属液滴滴落时间距,通过碳还原氧化物夹杂几乎不可能完全去除钢中的氧化物夹杂。因此,在EBM之前净化钢水和去除较大的夹杂物是生产“零夹杂物”钢的关键。
作者将对在VIM炉中采取底吹氩去除钢水中较大的氧化物开展进一步的研究。
(来源:特钢动态)
