20CrMo合金鋼生產過程中非金屬夾雜物的演變

王偉健，羅 艷，張立峰，任 英

1) 北京科技大學冶金與生態工程學院，北京 100083 2) 燕山大學亞穩材料制備技術與科學國家重點實驗室，機械工程學院，秦皇島066004

20CrMo合金鋼一般用于生產高壓管、齒輪、螺母等以及汽車零部件、墊片等，對其屈服強度、抗拉強度以及沖擊功等性能有較高要求[1-4]. 作為鋼中的第二相粒子，非金屬夾雜物的存在破壞了鋼基體的連續性，容易產生應力集中，同時對產品的強度、韌性、抗疲勞性能及加工性能等[5-11]也會產生影響. 20CrMo合金鋼生產過程中，非金屬夾雜物對其產品質量有重要影響[1,12-14]. Wu等[15]學者采取鈣處理技術改性鋼中MnS夾雜物，以形成有利于提高鋼的性能的MnS與Al2O3或CaS結合的紡錘形的低熔點復合夾雜物. 丁晨等[14]學者對20CrMo汽車軸承斷口進行觀察分析，發現鋼中夾雜物過多是導致軸承斷裂的直接原因之一. Li等[13]學者發現20CrMo鋼中MnS形貌對鋼中氫致裂紋的產生存在影響. 樊田等[1]學者通過實驗室實驗，向20CrMo鋼中加鎂，改變鋼中夾雜物形貌及組成，形成“外軟內硬”的復合夾雜物，以提高20CrMo齒輪鋼的力學性能.

在冶煉過程中，20CrMo鋼使用鋁作為脫氧劑，并采用鈣處理技術對夾雜物進行改性，以防止水口結瘤[15-24]. 鈣處理過程存在一個合理的加鈣量范圍，而合理的加鈣量與鋼液成分、溫度等條件有關，爐次不同加鈣量也會不同. 目前國內大多數鋼鐵企業喂鈣過程缺乏理論指導，僅根據實際生產經驗進行鈣處理操作[8,16,22]. 同時，二次氧化現象會使鋼液的潔凈度降低……