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有关生产贝雷片产品中夹杂物的含量

研究夹杂物对贝雷片性能影响的最初目的是为夹杂物评级标准提供科学依据,为此应结合实际钢种进行研究。但是由于实际钢中夹杂物含量、类型和尺寸等均随炼钢工艺而变,即使同一钢种,冶炼炉次不同也会引起夹杂物变化,这种不可控制性不利于研究工作。为此选定了在实验室条件下进行研究。另外根据以往工作已了解到危害性最大的夹杂物为宏观夹杂物,它们主要是渣、耐火材料等外来夹杂物,如采用连铸工艺炼钢的初期曾出现的大型夹杂物问题。随着冶炼工艺的进步,减少和消除了这种大型夹杂物。而钢中内生夹杂物成为影响钢质量的主要问题,自20世纪70年代中期以来一直受到冶金工作者的重视。内生夹杂物是钢脱氧、脱硫的产物,在洁净钢或者零夹杂物钢未在炼钢工业中出现之前,所有钢中都存在内生夹杂物,它是钢的组成部分。由于多数夹杂物与钢基体之间缺乏相容性,当钢受加工变形后,夹杂物周围会与钢基体分开,或者夹杂物本身开裂而成为微孔或裂纹,当贝雷片在服役过程中受到外界环境或应力的作用后,这些早已存在于钢基体内的缺陷将会逐渐扩大,由微孔聚合成裂纹而扩向基体,破坏基体的连续性。

贝雷片

当裂纹扩展到钢件表面时,就会引起断裂。这种由内生夹杂物引起的断裂主要是韧性断裂。韧性断裂与贝雷片的强度关系极大,强度愈高的钢,夹杂物造成韧性断裂的概率愈大,为此在设计实验方法时,应选用低合金超高强度钢作为研究对象。在实验室可控条件下系统改变夹杂物的类型和含量,尽可能满足每种试样内只含一种夹杂物,或者有意配制含有两种夹杂物的试样。以母体钢为原料,再于10~25kg真空感应炉中熔炼夹杂物试样。冶炼硫化物夹杂物时,需要所需硫化物含量分别加入FeS,然后分别加入脱硫元素,如Mn、Ti、Zr和稀土金属等;同样,冶炼氮化物时,加入氮化铬合金以调节含氮量,再分别加人脱氮元素,如Ti、Zr等。


各套夹杂物试样的成分将在后面各章节中叙述。配好夹杂物的各套试验小锭,在电炉中加热到1250℃,保温2h,分别锻成测试性能所需要的各种尺寸,如18mmx32mm、12mmx55mm、14mmx14mm和dl8mm的板材试棒。停锻温度980℃左右。锻后试样均需退火处理。试样按要求加工成拉伸、冲击、断裂韧性和平板拉伸等粗加工试样,然后进行热处理,以保证试样基体显微组织完全相同,只有含夹杂物一种变数。为此在试样进行最后的精加工之前,必须经过正火、淬火和回火处理,每套试样的热处理制度将分别在各章节中叙述。

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