提高高强钢质量控制分析

付艳云

近几年，现代高速发展，逐渐提高了高强钢的质量要求，而三氧化二铝是导致其发生疲劳性裂纹的关键性原因。加之，高强钢对于氢等着较高的敏感性，一旦这些杂质含量较高，会导致高强钢出现裂纹，因此相关人员需要重视高强钢精炼过程的质量控制。

在钢液气体中含有氮气、氢气与氧气等，其中，氢气会呈现出现白点，也就是在纵向的断口轴心位置发生银亮色的小点，会在断面出现可视性的裂纹，力学性能大幅度降低，特别是抗疲劳的性能，导致安全受到严重影响。氧气不仅可以在铸坯皮下形成气泡，而且会增加内生的氧化杂物，导致杂物分布、大小与数量受到影响，致使钢液受到污染，将洁净度降低，缩短了高强钢疲劳寿命与机械性能。而氮的析出形式主要是氮化物，会发生断裂的情况。然而这种析出的过程比较缓慢，所需时间比较长，会引起钢老化。

实施VD的真空处理时，真空度、脱气的时间、软搅拌时间以及钢中原始的氢气含量等都会影响到脱气的效率。在钢液中氢与氮都比较适合平方根的定律。在真空的条件下，脱氮的效率没有脱氢效率高，脱氮的难度比较大，在强真空、强脱氧与大氩流量的条件下可以降低30%左右的氮量。

1 在炼钢过程中高强钢质量的有效控制

1.1 炼钢前把铁水进行预处理操作

炼钢的具体过程实际上就是把铁转化为钢，具体的工序是把铁融化，对其进行提炼，去除铁里面的杂质。因此，在整个提炼的过程中，铁水元素的含量以及炼铁温度都会直接影响钢材的质量。这就势必要求对扒渣工艺的质量和铁水的温度进行严格的掌握，最终提高钢材的质量。铁水的温度很高，这主要是由于铁在高温熔融的时候很高的物理温度，此外，还包括里面的其他化学元素和铁一起熔融的时候产生的化学热量。在进行炼钢工序的时候，应该保持铁水的温度在1250°以上。所以，就得通过搅拌的方法或者是加入脱氢、氮、氧物质，把铁水里面的氢、氮、氧等元素脱离，让其含量保持在4%以下，而使用扒渣设备就可以让扒渣率保持在80%以上。

1.2 炼钢的转炉冶炼

经过脱氢、氮、氧和扒渣工序以后，铁水采用剩余的热量继续完成炼钢过程。这种方法我们把它叫做转炉炼钢。转炉炼钢经常主要采用的方法有氧气顶吹转炉、高拉碳补吹等相结合的生产工艺当把铁水倒进炉子里面的时候，采用高压的氧气气流把其经过炉顶送入炉内部。这样碳、氧气和铁水在高温的条件下就会发生氧化反应，进而实现成分以及温度的把控，但是，再具体的过程中我们应该对钢水采样做出化验，确保质量的合格。

1.3 高强钢中的氢、氮、氧调节和控制

氢、氮、氧化物是一种非金属的杂质，在高强钢的偏析中，會让铁素体发生严重的晶格变形，这样做出来的钢材特别脆，可塑性可焊接性都是非常的低。因此，氢、氮、氧的高低会直接决定钢材的好坏以及质量等级。所以有必要对其进行脱硫处理。脱氢、氮、氧反应是一个吸收热量的化学反应，经常采用的是炉渣反应，让钢水里面的改铁铝碳等元素和氢、氮、氧发生反应，经过首次的送电完成以后，应该对钢水实施充分的搅拌，促进其反应的进行，最终去除里面的氢、氮、氧。

1.4 温度的控制与钙处理钢水的软吹工艺

钢水在完成铝脱氧的工序以后，发生反应生成三氧化二铝，所以在进行浇筑的时候，非常容易出现堵塞的情况。相反单，在里面加入钙元素，就可以和三氧化二铝发生化学反应，形成熔点低的铝酸钙，这样就能够有效解决出水口堵塞问题。向钢水里加钙元素，主要采用钙铁粉，把它吹在钢水的表面，或者是深入加入的方法。也就是按照温度加入合适的量的硅钙芯线。比如钢水在温度大概为1580℃的时侯，就使用1.5m/s左右的速度，把芯线加入钢水的中部，并对钙化后上浮的杂物轻轻的吹大约10min。

1.5 高强钢之中的氢、氮、氧含量控制

采用金相检测的手段，分析高强钢中的氢、氮、氧含量，结果表明，里面的氢、氮、氧含量直接影响形变的能力大小。当里面的氢、氮、氧含量小于2%的时候，高强钢在进行淬火和回火工序的时候，晶体的颗粒就会变为均匀的球状颗粒同时球光体片层的距离也会变小。但是，当氢、氮、氧含量在大于2%的时侯，高强钢中的奥氏体晶粒的尺寸就会减小，同时对高强钢的氢、氮、氧元素能够有效的抑制，进而使得热加工性能变得更为糟糕。所以，我们可以采用淬火等简单工艺把高强钢中氢、氮、氧含量控制在2%以内，可以提高高强钢再加工的塑性。

2 结语

总之，高强钢材具备很高的价值，这是由他的实用性决定的，因为他在市场上有着很大的提升空间。然而现在是市场经济，一个竞争力特别强的时代，所以只有提高自身的质量才是根本，这样企业才可以可持续发展，具备持久的生命活力。因此，在进行炼钢的过程中，必须严把质量关，确保所有的产品符合质量要求。

（作者单位：河南安阳钢铁集团有限责任公司第二炼轧厂）