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2 　鋼中顯微夾雜物的粒度分布及變化情況
　　鋼中夾雜物的大小直接影響鋼材的質(zhì)量和性能。大顆粒夾雜物對鋼的疲勞性能、加工性能、切削性能、焊接性能以及塑性和韌性都有明顯的影響。相對而言，顯微夾雜物對鋼材各項性能的影響較小。潔凈鋼的冶煉過程就是在鋼水澆鑄前去除大部分粒徑較大的夾雜物，而適當(dāng)允許小顆粒夾雜物的存在。顯微夾雜物的尺寸分布比夾雜物總量對鋼材質(zhì)量的影響大。當(dāng)鋼中顯微夾雜物的粒徑小到一定程度時，它們還可以在鋼水凝固過程中作為形核中心改善鋼材的質(zhì)量和性能。“氧化物冶金”即是通過在鋼中形成超細(xì)的(粒徑小于3μm)且均勻分布的氧化物夾雜，以改變鋼的組織和晶粒度，使鋼材具有良好的韌性、較高的強(qiáng)度及優(yōu)良焊接性的一種冶金方法。
　　通常認(rèn)為鋼中粒徑在1-50μm的非金屬夾雜物都屬于顯微夾雜物。對于高品質(zhì)特殊用途鋼種，鋼中粒徑小于10μm的顯微夾雜物占有非常大的比例。表l為國內(nèi)幾種特殊鋼中顯微夾雜物的粒徑分布。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　表1  鋼中顯微夾雜物的粒徑分布(相對比率/%)

    　從表1可以看出：對于軸承鋼、薄板鋼這些高品質(zhì)鋼種，鋼中粒徑小于5μm的顯微夾雜物占85%以上，粒徑在5-10μm的顯微夾雜物約占10%，粒徑大于10μm的顯微夾雜物不足5%，即鋼中95％以上的顯微夾雜物粒徑小于10μm。相對于普通鋼種，軸承鋼、薄板鋼對于鋼中顯微夾雜物的粒度分布要求較高，這主要與它們使用環(huán)境和使用條件有關(guān)。軸承受力狀況不穩(wěn)定，夾雜物導(dǎo)致的表面及內(nèi)部缺陷會在很大程度上縮短產(chǎn)品的使用壽命；夾雜物粒徑大會造成薄板鋼軋制過程或使用過程中應(yīng)力集中，大大增加產(chǎn)品的次品率并降低產(chǎn)品的使用性能，夾雜物粒徑越小，分布越均勻，鋼的抗疲勞性能越強(qiáng)，應(yīng)力越均勻，綜合使用效果越好。
　　目前，鋼中顯微夾雜物的控制和去除難度較大。在冶煉過程中，鋼水溫度、鋼中成分含量、鋼包吹氬操作、中間包結(jié)構(gòu)以及鑄坯冷卻速率等因素均對鋼中顯微夾雜物的粒徑分布有明顯影響。表2是采用LF-VD-中間包工藝生產(chǎn)軸承鋼時各工序鋼中顯微夾雜物的粒徑分布。

　　　　　　　　　　　         表2  GCrl5冶煉各工序中顯微夾雜物的粒徑分布(相對比率/%)

　　從表2中可以看出，隨著鋼水處理過程的進(jìn)行，鋼中粒徑小于5μm的顯微夾雜物的比例隨精煉過程的進(jìn)行呈上升趨勢，粒徑為5-10μm和＞10μm的顯微夾雜物的比例呈下降趨勢。改善鋼水流動狀況有利于鋼中顯微夾雜物的碰撞、聚集、長大，LF精煉時由鋼包底吹入的氬氣泡和VD處理時形成的CO氣泡本身及其引起的鋼水流動均有利于顯微夾雜物的碰撞長大，中間包內(nèi)擋墻和擋壩的安放也有利于改善中間包內(nèi)鋼水流動狀況，進(jìn)而促進(jìn)顯微夾雜物的碰撞長大。根據(jù)斯托克斯公式，夾雜物的上浮速度與其半徑的平方成正比。在處理后期，長大的顯微夾雜物通過氣泡吸附或鋼水流動進(jìn)入淹層而被除去，粒徑小于5μm的顯微夾雜物很難被除去，粒徑小于5μm的顯微夾雜物比例增加。