增刊1 周俐等：精炼渣中A山，0，含量对弹簧钢中夹杂物的影响 ·179· 每组实验秤取钢样约为300g,渣样为钢样的15% 50 (质量分数).实验时将称好的钢样放入坩埚中，同 时在炉管的底部通入高纯的氩气进行气氛保护.将 40 装有钢样的坩埚放到高温炉内，当钢样全部融化后， 30. 高温炉显示温度在1600℃恒定后，将实验预熔称好 的精炼渣投放到坩埚，待渣样全部熔化后，开始计 20 时，在顶渣熔化后的30min将坩埚提取放置空冷， 10 而后将钢渣水冷分离。将实验取得的钢样进行切 割，部分进行化学成分检测，部分进行金相镶样，将 0 10152025 30 夹杂物中山，0，含量/ 镶好后的钢样进行打磨抛光处理，采用JSM一 图4Ca0SiO2-Mn0系夹杂物低熔点区域所占面积百分数随 6480LV型扫描电镜观察夹杂物形貌及成分， A山，03含量（质量分数）变化 2.4结果分析与讨论 Fig.4 Change of low melting point area with different Al content 2.4.1碱度1.0条件下，不同A山203含量对钢中非 at Ca0-Si0,-Mn0 system 金属夹杂物形貌的影响 表155 SiCrA化学成分（质量分数） 图5为精炼渣碱度为1.0时，不同A山，03含量 Table 1 Chemical composition of 55SiCrA (质量分数)下钢中检测到的典型夹杂物形貌.从图 C Mn Cr Als 5中1#-Z1形貌可以看出，A山，03夹杂为尖角形状， 0.5301.5000.7000.0080.0030.6900.005 MnS为球形，夹杂物尺寸大于5um,复合夹杂物近 似于球形，尺寸在10um以下，多数不含有Mg, 2.2精炼渣的配制 A山203含量（质量分数）都在30%以上.与1#-Z1相 本实验配制精炼渣使用纯化学试剂Ca0、Si02、 比，2#-Z2钢样中夹杂物尺寸有变小趋势，复合夹杂 AL,03、MgO配制而成.表2是按预定组配制精炼渣 物中MnS含量降低，A山，03含量大大升高，大部分 的化学成分，共5组渣样，每组渣样按比例混合均匀 后置于1600℃石墨坩埚中预熔.冷却后的渣样破 A山，0，含量在50%以上，这可能是由于精炼渣中 AL,0,含量增加导致其复合型夹杂物中A山，03含量 碎成小块，备用. 增加.图5中4#-Z4钢样多为较小的棱形A山，03夹 表2精炼渣化学成分（质量分数） 杂，复合型球状夹杂物较少，且尺寸约在2~3μm. Table 2 Composition of slag 2.4.2碱度1.2条件下，不同A山03含量对钢中非 试样 Al203 Mgo 碱度，R(Ca0/Si0,) 金属夹杂物形貌的影响 1#-Z1 8 图6为精炼渣碱度为1.2，不同A1203含量（质 2#-72 10 1.0 量分数)下钢中检测到的典型夹杂物形貌.在5#一 4#-74 15 5#-75 8 Z5钢样中检测到的夹杂物多为球状，在Al-Si-Mn一 1.2 S0系夹杂物外围包裹着一层MnS,夹杂物尺寸在 6#-76 10 5 5um以下，同时检测到有少量单独生长的MnS夹杂 2.3实验方法及设备 存在.6#-Z6钢样中检测的夹杂物类型为A1-Si一 钢一渣反应平衡实验在硅钼管式炉内进行的， Ca-Mn0系，可能由于精炼渣中A山O3含量增加， 采用外套石墨的Al,03坩埚（中内=50mm×78mm）, 导致在钢样检测中出现单独生长的AL,0,夹杂，且 9 um 9 um 10m 10 gm 图5钢中非金属夹杂物典型形貌.(a)1#-Z1:(b)1#-Z1:(c)2#-Z1:(d)4#-Z4 Fig.5 Typical morphology of non-metallic inclusions in steel:(a)1#-Z1:(b)1#Z1:(c)2#-Z1:(d)4#-74增刊 1 周 俐等: 精炼渣中 Al2O3含量对弹簧钢中夹杂物的影响 图 4 CaO--SiO2 --MnO 系夹杂物低熔点区域所占面积百分数随 Al2O3 含量( 质量分数) 变化 Fig． 4 Change of low melting point area with different Al2O3 content at CaO-SiO2 -MnO system 表 1 55SiCrA 化学成分( 质量分数) Table 1 Chemical composition of 55SiCrA % C Si Mn P S Cr Als 0. 530 1. 500 0. 700 0. 008 0. 003 0. 690 0. 005 2. 2 精炼渣的配制 本实验配制精炼渣使用纯化学试剂 CaO、SiO2、 Al2O3、MgO 配制而成． 表 2 是按预定组配制精炼渣 的化学成分，共 5 组渣样，每组渣样按比例混合均匀 后置于 1600 ℃ 石墨坩埚中预熔． 冷却后的渣样破 碎成小块，备用． 表 2 精炼渣化学成分( 质量分数) Table 2 Composition of slag % 试样 Al2O3 MgO 碱度，Ｒ( CaO/SiO2 ) 1#--Z1 8 2#--Z2 10 8 1. 0 4#--Z4 15 5#--Z5 8 8 1. 2 6#--Z6 10 5 图 5 钢中非金属夹杂物典型形貌． ( a) 1#--Z1; ( b) 1#--Z1; ( c) 2#--Z1; ( d) 4#--Z4 Fig． 5 Typical morphology of non-metallic inclusions in steel: ( a) 1#-Z1; ( b) 1#-Z1; ( c) 2#-Z1; ( d) 4#-Z4 2. 3 实验方法及设备 钢--渣反应平衡实验在硅钼管式炉内进行的， 采用外套石墨的 Al2O3 坩埚( 内 = 50 mm × 78 mm) ， 每组实验秤取钢样约为 300 g，渣样为钢样的 15% ( 质量分数) ． 实验时将称好的钢样放入坩埚中，同 时在炉管的底部通入高纯的氩气进行气氛保护． 将 装有钢样的坩埚放到高温炉内，当钢样全部融化后， 高温炉显示温度在 1600 ℃恒定后，将实验预熔称好 的精炼渣投放到坩埚，待渣样全部熔化后，开始计 时，在顶渣熔化后的 30 min 将坩埚提取放置空冷， 而后将钢渣水冷分离． 将实验取得的钢样进行切 割，部分进行化学成分检测，部分进行金相镶样，将 镶好后的钢样进行打磨抛光处理，采 用 JSM-- 6480LV 型扫描电镜观察夹杂物形貌及成分． 2. 4 结果分析与讨论 2. 4. 1 碱度 1. 0 条件下，不同 Al2O3 含量对钢中非 金属夹杂物形貌的影响 图 5 为精炼渣碱度为 1. 0 时，不同 Al2O3 含量 ( 质量分数) 下钢中检测到的典型夹杂物形貌． 从图 5 中 1#--Z1 形貌可以看出，Al2O3 夹杂为尖角形状， MnS 为球形，夹杂物尺寸大于 5 μm，复合夹杂物近 似于 球 形，尺 寸 在 10 μm 以 下，多 数 不 含 有 Mg， Al2O3 含量( 质量分数) 都在 30% 以上． 与 1#--Z1 相 比，2#--Z2 钢样中夹杂物尺寸有变小趋势，复合夹杂 物中 MnS 含量降低，Al2O3 含量大大升高，大部分 Al2O3 含量 在 50% 以 上，这可能是由于精炼渣 中 Al2O3 含量增加导致其复合型夹杂物中 Al2O3 含量 增加． 图 5 中 4#--Z4 钢样多为较小的棱形 Al2O3 夹 杂，复合型球状夹杂物较少，且尺寸约在 2 ～ 3 μm． 2. 4. 2 碱度 1. 2 条件下，不同 Al2O3 含量对钢中非 金属夹杂物形貌的影响 图 6 为精炼渣碱度为 1. 2，不同 Al2O3 含量( 质 量分数) 下钢中检测到的典型夹杂物形貌． 在 5#-- Z5 钢样中检测到的夹杂物多为球状，在 Al--Si--Mn-- S--O 系夹杂物外围包裹着一层 MnS，夹杂物尺寸在 5 μm 以下，同时检测到有少量单独生长的 MnS 夹杂 存在． 6#--Z6 钢样中检测的夹杂物类型为 Al--Si-- Ca--Mn--O 系，可能由于精炼渣中 Al2O3 含量增加， 导致在钢样检测中出现单独生长的 Al2O3 夹杂，且 ·179·