钢液氧含量一旦过高,后续竟会发生这般大事
钢液中氧含量过高会产生诸多不良影响,主要体现在以下几个方面:
一、对钢的力学性能的影响
氧含量过高会导致钢的塑性、冲击韧性等力学性能降低。在钢液凝固过程中,氧会以氧化物的形式大量析出,这些氧化物夹杂物会破坏钢基体的连续性,成为裂纹源,从而降低钢材的韧性和延展性,使其在受到外力作用时更容易产生裂纹和断裂。例如,在汽车用钢中,如果氧含量过高,钢材在加工和使用过程中可能会出现开裂等质量问题,影响汽车的安全性和可靠性。
二、对钢的耐蚀性能的影响
随着钢中氧含量的增加,夹杂物的类型、形态、数量和尺寸都会发生变化,从而对钢的耐蚀性能产生影响。研究表明,当氧质量分数在 20×10−6~100×10−6范围时,易诱发腐蚀的长条状硫化物减少以及固溶氧增多引起基体电位升高的共同作用,会使钢的耐蚀性有所提高;但当氧质量分数超过 100×10 −6 时,夹杂物数量急剧增多,会导致钢的耐腐蚀性显著降低,因为在腐蚀介质中,这些夹杂物会成为腐蚀微电池的阳极,加速钢材的腐蚀进程。
三、对钢的加工性能的影响
氧含量过高会使钢坯的浇注变得困难,难以获得合格的连铸坯凝固组织,容易导致连铸坯皮下气泡和疏松等缺陷的形成。这些缺陷会影响钢材的加工性能,如在后续的轧制过程中,可能导致钢材出现裂纹、孔洞等缺陷,增加加工难度和废品率。此外,氧含量过高还会加剧硫对钢材的热脆性影响,降低钢材在高温加工过程中的性能和质量稳定性。
四、对夹杂物的影响
氧含量过高会导致钢中夹杂物数量增多、尺寸增大。夹杂物的存在会破坏钢基体的连续性,降低钢材的强度、韧性和疲劳寿命等性能。而且,较多的夹杂物还会影响钢材的表面质量和尺寸精度,降低钢材的整体质量。例如,在弹簧钢中,夹杂物的存在会导致弹簧在使用过程中过早疲劳断裂,影响弹簧的使用寿命和可靠性。
五、对炼钢成本的影响
氧含量过高会使脱氧时消耗大量的铁合金,同时形成大量的脱氧产物。如果这些脱氧产物不能充分上浮进入渣中,最终会有部分氧化物夹杂被残留在钢中,为了进一步降低钢中的氧含量,需要增加脱氧剂的用量和采取更复杂的脱氧工艺,从而增加了炼钢的生产成本。
六、对焊接性能的影响
氧含量过高会使钢材在焊接过程中容易产生气孔、夹杂物等缺陷,降低焊接接头的质量和性能。焊接时,氧会与焊缝金属中的碳、硫等元素发生反应,生成气体和氧化物夹杂物,导致焊缝出现孔洞、裂纹等问题,影响焊接接头的强度和韧性,增加焊接修复的难度和成本,甚至可能导致焊接结构的失效