第36卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.36 Suppl.1 2014年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2014 弱脱氧弹簧钢夹杂物形态控制研究 齐江华12四，吴超”，罗德信”，杨成威2，区 铁1,2) 1)武汉钢铁（集团）公司研究院，武汉4300802)湖北省治金工艺模拟工程实验室，武汉430080 ☒通信作者，E-mail:qijianghuac@163.com 摘要采用不同炉渣碱度和精炼工艺，对弹簧钢中全氧含量，夹杂物的尺寸、大小和成分进行了分析，并对夹杂物的形态分 布进行了研究.结果表明，碱度高有利于脱氧和控制夹杂物尺寸，但容易形成脆性夹杂物：炉渣碱度低时，钢中氧含量相对较 高，夹杂物尺寸偏大.弹簧钢要保证夹杂物的塑性，应将炉渣碱度控制在1.0~1.3，同时应适当延长软吹时间，保证钢中大颗 粒夹杂的去除和钢中氧含量的降低 关键词弹簧钢：夹杂物控制：炉渣碱度：塑性化 分类号T℉762.5 Inclusion morphology control of soft-killed deoxidation spring steel QI Jiang-hua,WU Chao,LUO De-xin,YANG Chen-ei,OU Tie 1)Research Institute of Wuhan Iron and Steel (Group)Co.,Wuhan 430080,China 2)Engineering Laboratory for Metallurgy Process Simulation of Hubei Province,Wuhan 430080,China Corresponding author,E-mail:qi-jianghua@163.com ABSTRACT With different slag basicity and refining process,the total oxygen content,inclusion size,and composition were ana- lyzed,and the morphological distribution of inclusions was studied in the spring steel.The results show that,high basicity slag is pro- pitious to inclusion size control,but high basicity also results in the fragile inclusion in steel,low basicity slag can also cause the rela- tively high oxygen content and large inclusion in steel.In order to ensure the plastic inclusions in spring steel,the slag basicity should be controlled in 1.0-.3,and at the same time,the soft blowing time should be prolonged properly to ensure the removal of large inclu- sion and decrease the oxygen content in steel. KEY WORDS spring steel;inclusion control:slag basicity:plastification 弹簧是机械设备中的重要零件，多在冲击、振动 1实验方法 或承受周期性交变应力的条件下工作，疲劳破坏是 导致弹簧失效的重要原因，而钢中非金属夹杂物常 实验选取W55SiCC弹簧钢，主要化学成分控 常成为疲劳裂纹的起源.为了提高弹簧抗疲劳性 制范围如表1.采用转炉一LF精炼-RH精炼一软吹一 能，必须对钢中非金属夹杂物的组成、尺寸和形态进 连铸的工艺流程，通过造不同碱度精炼渣，并在软吹 行严格控制).有关弹簧钢夹杂物控制的报道很 过程中通过控制硅砂加入量来调整炉渣碱度. 多-)，对于Si、M弱脱氧弹簧钢，须将钢中夹杂物 控制在Ca0-SiO2-AL,03系中钙斜长石(Ca0·Al,03 2检测分析 2Si02)、鳞石英(Si02)和假硅灰石(Ca0Si02)相 精炼结束后取渣样分析炉渣成分，治炼过程取 邻的低熔点区，熔点低于1400℃6-).为弄清炉渣 过程试样和弹簧盘条试样分析钢中全氧含量，利用 成分对夹杂物形态的影响，采用不同炉渣碱度和精 电子探针对夹杂物进行成分分析.实验相关工艺和 炼工艺，对弱脱氧弹簧钢中夹杂物进行了成分、尺寸 检测结果如表2.图1和图2分别为2号和6号试 和形态分析，为弹簧钢治炼工艺的制定提供参考. 样中典型夹杂物的形貌、尺寸和能谱分析. 收稿日期：2013-10一19 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2014.s1.032:http://jourals.ustb.edu.en第 36 卷 增刊 1 2014 年 4 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 36 Suppl． 1 Apr． 2014 弱脱氧弹簧钢夹杂物形态控制研究 齐江华1，2) ，吴 超1) ，罗德信1) ，杨成威1，2) ，区 铁1，2) 1) 武汉钢铁( 集团) 公司研究院，武汉 430080 2) 湖北省冶金工艺模拟工程实验室，武汉 430080 通信作者，E-mail: qi-jianghua@ 163． com 摘 要 采用不同炉渣碱度和精炼工艺，对弹簧钢中全氧含量，夹杂物的尺寸、大小和成分进行了分析，并对夹杂物的形态分 布进行了研究． 结果表明，碱度高有利于脱氧和控制夹杂物尺寸，但容易形成脆性夹杂物; 炉渣碱度低时，钢中氧含量相对较 高，夹杂物尺寸偏大． 弹簧钢要保证夹杂物的塑性，应将炉渣碱度控制在 1. 0 ～ 1. 3，同时应适当延长软吹时间，保证钢中大颗 粒夹杂的去除和钢中氧含量的降低． 关键词 弹簧钢; 夹杂物控制; 炉渣碱度; 塑性化 分类号 TF762 + . 5 Inclusion morphology control of soft-killed deoxidation spring steel QI Jiang-hua1，2)  ，WU Chao 1) ，LUO De-xin1) ，YANG Chen-wei 1，2) ，OU Tie 1，2) 1) Ｒesearch Institute of Wuhan Iron and Steel ( Group) Co． ，Wuhan 430080，China 2) Engineering Laboratory for Metallurgy Process Simulation of Hubei Province，Wuhan 430080，China Corresponding author，E-mail: qi-jianghua@ 163． com ABSTＲACT With different slag basicity and refining process，the total oxygen content，inclusion size，and composition were ana￾lyzed，and the morphological distribution of inclusions was studied in the spring steel． The results show that，high basicity slag is pro￾pitious to inclusion size control，but high basicity also results in the fragile inclusion in steel，low basicity slag can also cause the rela￾tively high oxygen content and large inclusion in steel． In order to ensure the plastic inclusions in spring steel，the slag basicity should be controlled in 1. 0-1. 3，and at the same time，the soft blowing time should be prolonged properly to ensure the removal of large inclu￾sion and decrease the oxygen content in steel． KEY WOＲDS spring steel; inclusion control; slag basicity; plastification 收稿日期: 2013--10--19 DOI: 10． 13374 /j． issn1001--053x． 2014． s1． 032; http: / /journals． ustb． edu． cn 弹簧是机械设备中的重要零件，多在冲击、振动 或承受周期性交变应力的条件下工作，疲劳破坏是 导致弹簧失效的重要原因，而钢中非金属夹杂物常 常成为疲劳裂纹的起源． 为了提高弹簧抗疲劳性 能，必须对钢中非金属夹杂物的组成、尺寸和形态进 行严格控制［1--3］． 有关弹簧钢夹杂物控制的报道很 多［4--7］，对于 Si、Mn 弱脱氧弹簧钢，须将钢中夹杂物 控制在 CaO--SiO2--Al2O3 系中钙斜长石( CaO·Al2O3 ·2SiO2 ) 、鳞石英( SiO2 ) 和假硅灰石( CaO·SiO2 ) 相 邻的低熔点区，熔点低于 1400 ℃［6--7］． 为弄清炉渣 成分对夹杂物形态的影响，采用不同炉渣碱度和精 炼工艺，对弱脱氧弹簧钢中夹杂物进行了成分、尺寸 和形态分析，为弹簧钢冶炼工艺的制定提供参考． 1 实验方法 实验选取 W55SiCrC 弹簧钢，主要化学成分控 制范围如表 1． 采用转炉--LF 精炼--ＲH 精炼--软吹-- 连铸的工艺流程，通过造不同碱度精炼渣，并在软吹 过程中通过控制硅砂加入量来调整炉渣碱度． 2 检测分析 精炼结束后取渣样分析炉渣成分，冶炼过程取 过程试样和弹簧盘条试样分析钢中全氧含量，利用 电子探针对夹杂物进行成分分析． 实验相关工艺和 检测结果如表 2． 图 1 和图 2 分别为 2 号和 6 号试 样中典型夹杂物的形貌、尺寸和能谱分析．