非金屬夾雜物是鋼鐵產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷的主要誘因,尤其是以鋁作為主要脫氧劑的鋼種,其脫氧產(chǎn)物Al2O3容易聚集成簇狀?yuàn)A雜不易上浮去除,殘留在鋼中的Al2O3夾雜物在軋制過(guò)程中沿軋制方向碎裂為鏈狀?yuàn)A雜物帶,其尖銳的棱角易引發(fā)形成空穴和成為應(yīng)力源,對(duì)鋼材的沖擊韌性和疲勞壽命產(chǎn)生危害,而且在鋁鎮(zhèn)靜鋼的澆鑄過(guò)程中Al2O3夾雜物也是造成水口堵塞的主要因素之一。
目前,國(guó)內(nèi)外研究者嘗試采用鎂等堿土金屬對(duì)軸承鋼進(jìn)行夾雜物變質(zhì)處理,以獲得形狀和尺寸都比較理想的復(fù)合夾雜物。中國(guó)東北大學(xué)材料與冶金學(xué)院和萊蕪鋼鐵集團(tuán)的研究人員計(jì)算了鎂對(duì)GCr15軸承鋼中Al2O3夾雜物進(jìn)行變質(zhì)處理的熱力學(xué)條件,得出當(dāng)[Als]為0.03%時(shí),鋼中存在2.0×10-6%Mg即能對(duì)Al2O3夾雜起變質(zhì)作用,生成MgO·Al2O3。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):微量的Mg即能對(duì)Al2O3夾雜起變質(zhì)作用,使Al2O3向MgO·Al2O3甚至MgO轉(zhuǎn)變;鎂鋁合金變質(zhì)處理后,形狀不定的Al2O3夾雜轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐蔚腗gO·Al2O3夾雜物且復(fù)合有CaS,鋼中還觀察到MgO的生成,變質(zhì)效果十分顯著;鎂鋁合金處理優(yōu)化了夾雜物的尺寸分布,大于5μm尺寸的夾雜物比例明顯減少,小于5μm尺寸的夾雜物比例升高,說(shuō)明鎂有細(xì)化夾雜物尺寸的作用。(余冶)