贝氏体钢生产流程中典型夹杂物变化规律

作者:朱君; 杨吉春; 谌智勇; 樊志明; 张立峰
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贝氏体钢轨具有高强度、良好的塑性以及优异的接触疲劳和耐磨性。它被称为“21世纪的钢轨钢”。然而,贝氏体钢的生产工艺具有一定的特殊性。钢中的夹杂物严重影响钢轨的塑性、韧性和疲劳抗力。为了研究贝氏体钢中典型夹杂物的变化规律,以国内某钢厂150吨LFVD脱气280mm380mm方坯连铸生产的贝氏体钢为研究对象。通过对整个生产过程的取样,结合氧氮分析、钢液成分分析和非金属夹杂物分析,研究了典型夹杂物的来源和形成机理。结果表明,贝氏体钢生产过程中的氧和氮含量持续下降,铸造结束时钢中氧和氮的质量分数分别为0.0008%和0.004 0%。一次lf造渣后的夹杂物为CaO-SiO2-Al2O3,主要为合金、脱氧剂和白灰带来的脱氧产物,Ca和Als在一次LF合金化后与钢中的氧或氧化物发生反应,夹杂物为CaO-SiO2-Al2O3-MgO,包裹体中CaO和MgO含量增加,Al2O3含量减少,包裹体中SiO2含量减少。二次LF合金化后,夹杂物仍为CaO-SiO2-Al2O3-MgO,夹杂物中Al2O3含量降低,MgO含量增加。VD精炼板坯中的夹杂物主要为CaO-SiO2-Al2O3-MgO,经过VD精炼后,成分基本稳定。从钢坯到钢轨,夹杂物发生了显著变化,MgO和Al2O3的含量增加,SiO2和CaO的含量减少,钢轨中出现了一定比例的镁铝尖晶石夹杂物,判断为冷却过程中夹杂物的转变。