另外, 使用高質量的耐火材料, 保證澆注系統潔凈或使用過濾網, 也是減少夾雜的重要措施。
3 稀土復合變質處理鋼中夾雜及加入方法
加入稀土對鋼中夾雜物有較好的作用, 稀土在鋼中主要是用來控制硫化物的, 且能脫氧、脫硫 。
在鑄態情況下, 鋼中M nS 夾雜物呈橢圓形或近似于圓形。而較大橢圓形夾雜物是以 M nO 為核心, 外層由M nS 或M n-S-O 包圍而形成的復合夾雜物。加入稀土后, 鑄態夾雜物的分布和組成發生了變化,MnS 夾雜物被近似球形的細小彌散分布的稀土夾雜物所代替。為了使稀土很好還原, 稀土氧化物應當與強烈的還原劑(Ca-Si 、Ca-B)混合后加入鋼液中,這樣才能起到變質處理的作用。采用適當的變質處理, 可使硫化物夾雜形成熔點高、塑性小 、熱力學性質較穩定的球狀夾雜物?？梢哉f, 稀土和鈣是良好的脫硫劑, 又是硫化物夾雜的良好變質劑。采用RE-Ca 復合處理能夠好地脫氧、去硫、凈化 、變質 , 控制非金屬夾雜物的形態和分布, 達到提高
鑄造低合金鋼的綜合力學性能。
為進一步探討稀土對鑄鋼性能的影響, 對ZG 35CrM o 鋼中使用稀土復合變質處理進行了試驗, 所用稀土合號為 YX 20 , 含有 20 .53 RE ,40 .95 Si ;Si-Ca 成分中含有 26 .45 Ca , 57 .07 Si 。
復合處理是采用包內加入法, 加入稀土時, 鋼液充分脫氧, 防止稀土加入時燒損, 防止它同鋼包耐火材料發生反應。稀土在加入前應很好烘烤。具體做法是按照鋼包內鋼液量及其含硫多少, 確定 RE 和 Si-Ca 的用量, 將 RE 和Si-Ca 破碎成小塊混合均勻, 用鐵皮包覆, 快速插入用鋁進行終脫氧扒渣后的鋼液中, 并不停攪動, 處理溫度保持在 1 600 ～ 1 650 ℃范圍內, 然后扒渣, 靜置 1 ～ 2 min 澆注。
根據不同的回收率, 控制好鋼液中稀土殘留量與硫含量的適宜值 RE/S , 可獲得良好的變質效果。研究證明 :當 RE/ S ≈3 時, 可使 M nS 夾雜變質; 當RE/ S <3 時, 只能部分變質 ;當鋼中 S ≈0 .02 時, RE/ S =1 .8 ～ 2 .5 時變質。
變質處理后鋼液的化學成分見表 1 。從表中可見, 經 RE 、RE-Ca 處理后的鋼中含硫量明顯下降, 而鋼液中RE 的回收率則隨 RE 加入量的增加而增加。力學性能測試結果見表 2 。
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從表中可以看出, 經過變質處理的鋼液, 力學性能有明顯提高, 強度提高 11 以上, 而采用 RE-Ca 復合處理綜合性能, 沖擊韌度提高 26 左右。
稀土復合變質處理的作用主要在于凈化鋼液和控制夾雜物形態, 減少夾雜物, 同時還有魏氏組織、細化晶粒和微合金化作用。即加入稀土復合劑后不但 能脫氧去硫, 而且在 RE/ S ≥3 ～ 6 時, MnS 會變成球狀夾雜物, 從而減輕硫的危害, 防止或減少熱裂, 稀土對于改變鋼液中夾雜物的形態, 減少裂紋, 效果很明顯。測試結果見表 3 。
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采用ZG 35C rM o 鋼生產的齒輪, 在復合變質處理前廢品率很高, 而復合變質處理后, 廢品率降低 40%以上, 取得了明顯的效果, 獲得了很好的經濟效益。
4 結 論
(1) 鋼液中的夾雜物是鑄鋼產生裂紋的主要原因之一, 不同夾雜物, 產生裂紋的方式也不同。
(2) 為減少鋼液中的非金屬夾雜物及防止鑄鋼件 裂紋, 要從原材料準備 、冶煉工藝 、脫氧操作 、鋼包靜置、變質處理等環節上, 切實做好。
?。?）采用稀土和鈣聯合變質劑對鋼液進行復合變 質處理, 是減少鋼液中非金屬夾雜物, 改變其形狀, 減少鑄鋼件裂紋的方法。
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