界面理论在夹杂物尺寸演变中的作用

  钢中夹杂物是钢材制品缺陷的主要影响因素,控制夹杂物数量、形态、尺寸和分布是洁净钢生产中的重要任务,也是适应钢种个性化控制的需求。已有研究表明,当夹杂物尺寸小于5μm,无论其成分、数量、形貌及变形能力如何,均不会对钢的性能产生不利影响。因此,促进钢中夹杂物细小、弥散,发挥夹杂物在钢中的有益作用已成为新的研究热点。

  科研工作者以铝镇静钢为研究对象,在120t钢包内分别进行了镁处理和钙处理试验,对比了钢中夹杂物的成分、形貌、尺寸和分布。结果表明:镁处理试验炉次TO的去除率超过50%,钙处理炉次仅为30%,证明镁处理净化钢液效果更为明显;镁处理可将Al2O3迅速变质为尖晶石或MgO,夹杂物分布弥散,尺寸细小且基本不随时间延长而增大;钙处理对夹杂物的变质速度稍慢,夹杂物数量先增加后降低,尺寸降低不明显。

  界面理论计算表明,在同一体系内,将Al2O3变质为尖晶石比变质为铝酸钙具有更低的界面自由能,即镁处理可获得比钙处理更小的夹杂物尺寸,证明了精炼过程中夹杂物成分控制的重要性。