高強(qiáng)度合金鋼廣泛用于彈簧、軸承、齒輪等制造行業(yè)。對于在諸如動(dòng)力載荷這樣的環(huán)境下使用的材料，要求其具有較高的抗疲勞壽命。由于疲勞裂紋有從非金屬夾雜物引發(fā)的傾向，因此要求鋼具有高清潔度，即低的氧含量、硫含量，以降低鋼中的夾雜物總量。夾雜物對材料抗疲勞壽命的負(fù)面影響取決于夾雜物的化學(xué)成分、形狀和尺寸分布。應(yīng)該避免堅(jiān)硬的、大的、角狀的夾雜物，因?yàn)樵跓彳堖^程中，它們不會(huì)與鋼的基材一起變形，很容易造成在鋼與夾雜物界面上的應(yīng)力集中。

對用高堿度渣精煉的高強(qiáng)度合金鋼非金屬夾雜物進(jìn)行了研究，研究目標(biāo)是形成較低熔點(diǎn)的夾雜物，以改善鋼的抗疲勞性能。研究發(fā)現(xiàn)，鋼/渣反應(yīng)時(shí)間對夾雜物的類型、化學(xué)成分及形狀影響極大。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間從30分鐘延長至180分鐘時(shí)，固態(tài)的MgO-Al2O3及MgO基的夾雜物最終會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)镃aO-MgO-Al2O3系的較低熔點(diǎn)（<1773K）的夾雜物，而夾雜物的形狀則從團(tuán)塊狀變?yōu)榻咏驙罨蚯驙睢?/p>

通過熱力學(xué)計(jì)算可以獲得Al2O3/MgO·Al2O3/MgO和MgO/MgO·Al2O3/CaO·2Al2O3的穩(wěn)定性圖，結(jié)果表明，由于鋼中Mg的活度比Ca的活度高得多，MgO和MgO·Al2O3夾雜物在鋼渣反應(yīng)的早期就會(huì)形成，而隨著Ca活度的逐漸提高，固態(tài)的MgO·Al2O3和MgO會(huì)不可避免地逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的復(fù)合夾雜物。SEM-EDS觀察表明，CaO-MgO-Al2O3系夾雜物的特征表現(xiàn)為以固態(tài)MgO-Al2O3及MgO基夾雜物為核心，外部包裹著較低熔點(diǎn)的CaO-Al2O3，這樣的夾雜物構(gòu)造特征使得其在熱軋過程中會(huì)軟化，從而有利于改善鋼的抗疲勞性能。（余冶）