·1098 工程科学学报，第43卷，第8期 一些CaO-Al2O3与CaS黏结的夹杂物.在轧制过 (罗怀晓，张剑，齐丽娜.20CMo钢石油钻杆受力分析与热处理 程中，这类夹杂物由于尺寸相对较大以及反应时 工艺研究.热加工工艺，2017,46(20)：211) 间不充分等原因，CaO与钢基体中的[S]反应不完 [4]Li C.Carburizing and hardening of compressor main shaft of 20CrMo steel.Heat Treat,2020,35(2):55 全，因此无法完全转变为Al2O3CaS的复合夹杂 (李春.20CrMo钢压缩机主轴的渗碳淬火.热处理，2020,35(2)： 物，只是夹杂物中CaS相含量有所增加 55) 7结论 [51 Zhang L F,Thomas B.G.Alumina Inclusion Behavior During Steel Deoxidation Il Tth European Electric Steelmaking (1)由于钢中过量钙的加入，钙处理后立刻生 Conference.Venice,2002:2.77 成大量CaS,夹杂物变为CaS-Al2O,-Ca0复合夹 [6] Zhang L F,Thomas B G.State of the art in the control of 杂物.为将夹杂物控制在液相区，提高钙处理效 inclusions during steel ingot casting.Metall Mater Trans B,2006. 果，减少水口结瘤，应减少钙线的喂入量.并且钙处 37(5):733 理过程钢液中氧含量及氨含量增加，表明有一部 [7]Zhang L F.State of the art in the control of inclusions in tire cord steels-a review.Steel Res Int,2006,77(3):158 分空气随被带入到钢液中钢液的洁净度降低，同 [8]Zhang L F.Non-metallic Inclusions in Steels.Beijing:Metal- 时会使钙的收得率降低，需要控制吹氩流量及降 lurgical Industry Press,2019 低喂钙速度以减少氧的进入， (张立峰.钢中非金属夹杂物.北京：治金工业出版社，2019) (2)连铸过程中钢液氧含量，夹杂物数密度、 [9]Hu Y.Chen W O.Han H B.et al.Influence of calcium treatment 尺寸均增加，需要控制连铸过程二次氧化现象的 on cleanness and fatigue life of 60Si,MnA spring steel. 发生，加强保护浇注措施，以提高钢液洁净度 Ironmaking Steelmaking,2017,44(1):28 (3)在钢冷却与凝固过程中钢基体会与夹杂 [10]Zhang A M.Effect of non-metallic inclusion on property of steel. 物发生反应，夹杂物成分明显变化，CaO含量会降 Phys Exam Test,2006,24(4):42 低，CaS含量升高，与热力学计算结果一致 (张爱梅.非金属夹杂物对钢性能的影响.物理测试，2006， 24(4):42) (4)轧材中CaO-Al20与CaS黏结型夹杂物的来 源主要有以下几个方面：自身相转变产生；CaO-Al2O3 [11]Zhang L F.Discussion on the index of steel cleanliness. Steelmaking,2019,35(3):1 类夹杂物在凝固过程中与钢基体反应生成：铸坯 (张立峰.关于钢洁净度指数的讨论.炼钢，2019,35(3)：1) 中原始存在的 [12]Sun D L,Li T,Zhao C L,et al.Study on large particle inclusion 致谢 origin in the 20CrMo steel by tracer method.Ind Heat,2018, 47(1):27 感谢国家自然科学基金(U1860206、51725402)、 (孙大利，李涛，赵昌玲，等.20CMo钢中大颗粒夹杂物来源的示 燕山大学高钢中心(HSC)、先进制造用高品质钢 踪研究.工业加热，2018,47(1)：27) 铁材料开发与智能制造北京市国际科技合作基地 [13]Li W,Zhu X,Yao JJ,et al.Hydrogen traps and hydrogen induced cracking in 20CrMo steel./SI//nt,2017,57(1):170 (ICSM)和北京科技大学高品质钢研究中心 [14]Ding C,Wang J Y,Liu J L.Analysis on fracture failure of (HQSC)的资助. 20CrMo automotive bearing.Hor Work Technol,2011,40(14): 197 参考文献 (丁晨，王军艺，刘俊亮.20CMo汽车轴承断裂失效分析.热加工 [1]Fan T,Yang QK,Xie J B,et al.Effect of Mg on the inclusions in 工艺，2011,40(14)：197) 20CrMo gear steel.Iron Steel Vanadium Titanium,2019,40(6) [15]Wu X D,Zhang D X,Chen R L.Application of calcium treatment 149 to sulfur gear steel 20CrMo.Ady Mater Res,2014,936:1323 (樊田，杨乾坤，谢剑波，等.镁对20CMo齿轮钢中夹杂物的彩 [16]Zhang L F.Several important scientific research points of non- 响.钢铁钒钛，2019,40(6)：149) metallic inclusions in steel.Steelmaking,2016,32(4):1 [2]Guo D Y,Wu X D,Chen R L,et al.Research on precipitation of (张立峰.钢中非金属夹杂物儿个需要深人研究的课题.炼钢 inclusions in calcium-treated sulfur-containing 20CrMo gear 2016,32(4):1) steel.Iron Steel Vanadium Titanium,2012,33(6):69 [17]Yang W,Zhang L F,Wang X H,et al.Characteristics of inclusions (郭登仰，吴晓东，陈瑞泷，等.钙处理含硫20CMo齿轮钢夹杂物 in low carbon Al-killed steel during ladle furnace refining and 析出研究.钢铁钒钛，2012,33(6)：69) calcium treatment.ISI/Int,2013,53(8):1401 [3]Luo H X,Zhang J,Qi L N.Study on heat treatment process and [18]Ren Y,Zhang L F,Li SS.Transient evolution of inclusions during force analysis for oil drill pipes of 20CrMo.Hot Work Technol, calcium modification in linepipe steels.IS//Int,2014,54(12): 2017,46(20):211 2772一些 CaO−Al2O3 与 CaS 黏结的夹杂物. 在轧制过 程中，这类夹杂物由于尺寸相对较大以及反应时 间不充分等原因，CaO 与钢基体中的 [S] 反应不完 全，因此无法完全转变为 Al2O3−CaS 的复合夹杂 物，只是夹杂物中 CaS 相含量有所增加. 7    结论 （1）由于钢中过量钙的加入，钙处理后立刻生 成大量 CaS，夹杂物变为 CaS−Al2O3−CaO 复合夹 杂物. 为将夹杂物控制在液相区，提高钙处理效 果，减少水口结瘤，应减少钙线的喂入量. 并且钙处 理过程钢液中氧含量及氮含量增加，表明有一部 分空气随被带入到钢液中，钢液的洁净度降低，同 时会使钙的收得率降低，需要控制吹氩流量及降 低喂钙速度以减少氧的进入. （2）连铸过程中钢液氧含量，夹杂物数密度、 尺寸均增加，需要控制连铸过程二次氧化现象的 发生，加强保护浇注措施，以提高钢液洁净度. （3）在钢冷却与凝固过程中钢基体会与夹杂 物发生反应，夹杂物成分明显变化，CaO 含量会降 低，CaS 含量升高，与热力学计算结果一致. （4）轧材中 CaO−Al2O 与 CaS 黏结型夹杂物的来 源主要有以下几个方面：自身相转变产生；CaO−Al2O3 类夹杂物在凝固过程中与钢基体反应生成；铸坯 中原始存在的. 致谢 感谢国家自然科学基金（U1860206、51725402）、 燕山大学高钢中心（HSC）、先进制造用高品质钢 铁材料开发与智能制造北京市国际科技合作基地 （ ICSM） 和 北 京 科 技 大 学 高 品 质 钢 研 究 中 心 （HQSC）的资助. 参    考    文    献 Fan T, Yang Q K, Xie J B, et al. Effect of Mg on the inclusions in 20CrMo  gear  steel. Iron Steel Vanadium Titanium,  2019,  40（6）: 149 （樊田, 杨乾坤, 谢剑波, 等. 镁对20CrMo齿轮钢中夹杂物的影 响. 钢铁钒钛, 2019, 40（6）：149） [1] Guo D Y, Wu X D, Chen R L, et al. Research on precipitation of inclusions  in  calcium-  treated  sulfur-  containing  20CrMo  gear steel. Iron Steel Vanadium Titanium, 2012, 33（6）: 69 （郭登仰, 吴晓东, 陈瑞泷, 等. 钙处理含硫20CrMo齿轮钢夹杂物 析出研究. 钢铁钒钛, 2012, 33（6）：69） [2] Luo H X, Zhang J, Qi L N. Study on heat treatment process and force  analysis  for  oil  drill  pipes  of  20CrMo. Hot Work Technol, 2017, 46（20）: 211 [3] （罗怀晓, 张剑, 齐丽娜. 20CrMo钢石油钻杆受力分析与热处理 工艺研究. 热加工工艺, 2017, 46（20）：211） Li  C.  Carburizing  and  hardening  of  compressor  main  shaft  of 20CrMo steel. Heat Treat, 2020, 35（2）: 55 （李春. 20CrMo钢压缩机主轴的渗碳淬火. 热处理, 2020, 35（2）： 55） [4] Zhang  L  F,  Thomas  B.  G.  Alumina  Inclusion  Behavior  During Steel  Deoxidation  //  7th European Electric Steelmaking Conference. Venice, 2002: 2.77 [5] Zhang  L  F,  Thomas  B  G.  State  of  the  art  in  the  control  of inclusions during steel ingot casting. Metall Mater Trans B, 2006, 37（5）: 733 [6] Zhang L F. State of the art in the control of inclusions in tire cord steels - a review. Steel Res Int, 2006, 77（3）: 158 [7] Zhang  L  F. Non-metallic Inclusions in Steels.  Beijing:  Metal￾lurgical Industry Press, 2019 （ 张立峰. 钢中非金属夹杂物. 北京: 冶金工业出版社, 2019） [8] Hu Y, Chen W Q, Han H B, et al. Influence of calcium treatment on  cleanness  and  fatigue  life  of  60Si2MnA  spring  steel. Ironmaking Steelmaking, 2017, 44（1）: 28 [9] Zhang A M. Effect of non-metallic inclusion on property of steel. Phys Exam Test, 2006, 24（4）: 42 （张爱梅. 非金属夹杂物对钢性能的影响. 物理测试, 2006, 24（4）：42） [10] Zhang  L  F.  Discussion  on  the  index  of  steel  cleanliness. Steelmaking, 2019, 35（3）: 1 （张立峰. 关于钢洁净度指数的讨论. 炼钢, 2019, 35（3）：1） [11] Sun D L, Li T, Zhao C L, et al. Study on large particle inclusion origin  in  the  20CrMo  steel  by  tracer  method. Ind Heat,  2018, 47（1）: 27 （孙大利, 李涛, 赵昌玲, 等. 20CrMo钢中大颗粒夹杂物来源的示 踪研究. 工业加热, 2018, 47（1）：27） [12] Li W, Zhu X, Yao J J, et al. Hydrogen traps and hydrogen induced cracking in 20CrMo steel. ISIJ Int, 2017, 57（1）: 170 [13] Ding  C,  Wang  J  Y,  Liu  J  L.  Analysis  on  fracture  failure  of 20CrMo  automotive  bearing. Hot Work Technol,  2011,  40（14）: 197 （丁晨, 王军艺, 刘俊亮. 20CrMo汽车轴承断裂失效分析. 热加工 工艺, 2011, 40（14）：197） [14] Wu X D, Zhang D X, Chen R L. Application of calcium treatment to sulfur gear steel 20CrMo. Adv Mater Res, 2014, 936: 1323 [15] Zhang  L  F.  Several  important  scientific  research  points  of  non￾metallic inclusions in steel. Steelmaking, 2016, 32（4）: 1 （张立峰. 钢中非金属夹杂物几个需要深入研究的课题. 炼钢, 2016, 32（4）：1） [16] Yang W, Zhang L F, Wang X H, et al. Characteristics of inclusions in  low  carbon  Al-killed  steel  during  ladle  furnace  refining  and calcium treatment. ISIJ Int, 2013, 53（8）: 1401 [17] Ren Y, Zhang L F, Li S S. Transient evolution of inclusions during calcium  modification  in  linepipe  steels. ISIJ Int,  2014,  54（12）: 2772 [18] · 1098 · 工程科学学报，第 43 卷，第 8 期