D0I:10.13374/1.issnl00103.2008.09.014 第30卷第9期 北京科技大学学报 Vol.30 No.9 2008年9月 Journal of University of Science and Technology Beijing Sep·2008 超低氧弹簧钢硫容量计算及硫脱除分析 王郢)王新华) 周红霞)郭佳)王万军) 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 摘要采用KTH模型、，Youg光学碱度模型，Tsao硫容量经验公式等方法对超低氧弹簧生产过程的硫容量进行了计算，并 使用Turkdogan、Hio等提出的公式预测了生产过程中硫的分配比(Ls)·对比预测与实测的硫分配比，找到了比较准确的超 低氧弹簧钢的Ls预测模型. 关键词弹簧钢：超低氧；脱硫：硫容量；硫分配比 分类号TF762+.2 Sulphide capacity calculation and desulphurization analysis of ultra low oxygen spring steel WA NG Ying),WANG Xinhua),ZHOU Hongxia),GUO Jia2).WANG Wanjun) 1)School of Metallurgical and Ecological Engineering University of Science and Technology Beijing Beijing 100083.China 2)School of Materials Science and Engineering.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACT The sulphide capacity of ultra low oxygen spring steel during manufacture process was calculated by KTH model, Young's optical basicity model and Tsao's empirical formula etc.and the sulphur distribution Ls in production process was forecast by applying Turkdogan s and Hino s equations.The predicted values of sulphur distribution were contrasted with actual measured results and a comparatively accurate model for forecasting Ls of ultra low oxygen spring steel was proposed. KEY WORDS spring steel;ultra low oxygen:desulphurization:sulphide capacity:sulphur distribution 疲劳断裂和弹性减退是弹簧钢最主要的两种破 随着汽车轻量化的进程，汽车用弹簧钢的设计应力 坏形式，钢中非金属夹杂物、内部裂纹、表面脱碳等 已从原来的900MPa提高到了1200MPa,甚至 缺陷对弹簧钢的疲劳性能影响很大，其中影响最大 1500MPa,].所以，对于高应力工作条件且不需 的是钢中的非金属夹杂物).对于弹簧钢的生 要切削加工的超低氧弹簧钢，必须降低钢中硫含量， 产，降低钢中总氧(O),可以减少氧化物夹杂，而硫 笔者在国内某厂试验生产超低氧弹簧钢，采用 化物夹杂对钢材疲劳性能的影响比较复杂，低熔点 Al,Si和Mn复合脱氧，并使用高碱度低氧化性渣进 的塑性硫化物夹杂物在热加工后导致钢材各向异 行渣钢精炼，本文使用KTH模型、Young光学碱度 性，在高应力工作条件下，硫化物也会成为疲劳裂纹 模型，Sosinsky模型、Tsao硫容量经验公式等方法对 源).日本钢铁学术界对硫化物夹杂的影响研究) 超低氧弹簧生产过程的硫容量进行了计算，并使用 认为：在低氧条件下，随着硫含量的增加钢材寿命值 Turkdogan、Hino和Gaskell等提出的公式预测了生 降低；而高氧条件下，随硫含量的增加钢材的寿命先 产过程中硫的分配比.对比预测与实测的硫分配 提高再下降.总之，硫含量对钢材疲劳性能的影响 比，找到了比较准确的超低氧弹簧钢的Ls预测模 必须和氧含量关联讨论，现代的超低氧高纯净度的 型，并对高碱度低氧化性炉渣对超低氧弹簧钢的脱 钢种硫化物并不受欢迎，为了稳定久长的疲劳寿命， 硫效果进行了讨论， 减少硫化物夹杂，降低钢中硫含量是必要的[，伴 收稿日期：2007-09-30修回日期：2007-10-31 基金项目：国家新一代钢铁材料重大基础研究发展计划资助项目(N。,2004C13619106) 作者简介：王郢(1979一)，男，博士研究生，E-mail:wangying19790628@sohu:com;王新华(1951一)-男，教授，博士超低氧弹簧钢硫容量计算及硫脱除分析 王 郢1） 王新华1） 周红霞1） 郭 佳2） 王万军1） 1） 北京科技大学冶金与生态工程学院‚北京100083 2） 北京科技大学材料科学与工程学院‚北京100083 摘 要 采用 KT H 模型、Young 光学碱度模型、Tsao 硫容量经验公式等方法对超低氧弹簧生产过程的硫容量进行了计算‚并 使用 Turkdogan、Hino 等提出的公式预测了生产过程中硫的分配比（ LS）．对比预测与实测的硫分配比‚找到了比较准确的超 低氧弹簧钢的 LS 预测模型． 关键词 弹簧钢；超低氧；脱硫；硫容量；硫分配比 分类号 TF762＋∙2 Sulphide capacity calculation and desulphurization analysis of ultra low oxygen spring steel W A NG Y ing 1）‚W A NG Xinhua 1）‚ZHOU Hongxia 1）‚GUO Jia 2）‚W A NG W anjun 1） 1） School of Metallurgical and Ecological Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China 2） School of Materials Science and Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT T he sulphide capacity of ultra low oxygen spring steel during manufacture process was calculated by KT H model‚ Young’s optical basicity model and Tsao’s empirical formula etc‚and the sulphur distribution LS in production process was forecast by applying Turkdogan’s and Hino’s equations．T he predicted values of sulphur distribution were contrasted with actual measured results and a comparatively accurate model for forecasting LS of ultra low oxygen spring steel was proposed． KEY WORDS spring steel；ultra low oxygen；desulphurization；sulphide capacity；sulphur distribution 收稿日期：2007－09－30 修回日期：2007－10－31 基金项目：国家新一代钢铁材料重大基础研究发展计划资助项目（No．2004C13619106） 作者简介：王 郢（1979－）‚男‚博士研究生‚E-mail：wangying19790628＠sohu．com；王新华（1951－）‚男‚教授‚博士 疲劳断裂和弹性减退是弹簧钢最主要的两种破 坏形式．钢中非金属夹杂物、内部裂纹、表面脱碳等 缺陷对弹簧钢的疲劳性能影响很大‚其中影响最大 的是钢中的非金属夹杂物［1－2］．对于弹簧钢的生 产‚降低钢中总氧（OT ）‚可以减少氧化物夹杂．而硫 化物夹杂对钢材疲劳性能的影响比较复杂‚低熔点 的塑性硫化物夹杂物在热加工后导致钢材各向异 性‚在高应力工作条件下‚硫化物也会成为疲劳裂纹 源［3］．日本钢铁学术界对硫化物夹杂的影响研究［2］ 认为：在低氧条件下‚随着硫含量的增加钢材寿命值 降低；而高氧条件下‚随硫含量的增加钢材的寿命先 提高再下降．总之‚硫含量对钢材疲劳性能的影响 必须和氧含量关联讨论．现代的超低氧高纯净度的 钢种硫化物并不受欢迎‚为了稳定久长的疲劳寿命‚ 减少硫化物夹杂‚降低钢中硫含量是必要的［4］．伴 随着汽车轻量化的进程‚汽车用弹簧钢的设计应力 已从原来的900MPa 提高到了1200MPa‚甚至 1500MPa ［1‚5］．所以‚对于高应力工作条件且不需 要切削加工的超低氧弹簧钢‚必须降低钢中硫含量． 笔者在国内某厂试验生产超低氧弹簧钢‚采用 Al、Si 和 Mn 复合脱氧‚并使用高碱度低氧化性渣进 行渣钢精炼．本文使用 KT H 模型、Young 光学碱度 模型、Sosinsky 模型、Tsao 硫容量经验公式等方法对 超低氧弹簧生产过程的硫容量进行了计算‚并使用 Turkdogan、Hino 和 Gaskell 等提出的公式预测了生 产过程中硫的分配比．对比预测与实测的硫分配 比‚找到了比较准确的超低氧弹簧钢的 LS 预测模 型‚并对高碱度低氧化性炉渣对超低氧弹簧钢的脱 硫效果进行了讨论． 第30卷 第9期 2008年 9月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．9 Sep．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．09．014