钙处理对20CrMnTiH齿轮钢中非金属夹杂物的影响

季 莎，张立峰，罗 艳，王伟健，王新东，张建元

1) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 2) 燕山大学亚稳材料科学技术国家重点实验室，秦皇岛 066004 3) 凌源钢铁股份有限公司技术中心，凌源 122500

高品质齿轮钢对于钢中的非金属夹杂物的性质要求较高，在钢中氧含量较低的同时，对钢中非金属夹杂物的形态、成分、尺寸和分布具有较高要求，以保证钢材质量及连铸过程钢水的可浇性.20CrMnTiH齿轮钢一般采用铝脱氧，钢中易生成大量的高熔点Al2O3类夹杂物，容易导致水口结瘤及钢材性能恶化，需要对其进行改性. 目前较常采用的夹杂物改性方法是通过合理的钙处理，将钢中高熔点的Al2O3和Al2O3·MgO夹杂物改性为低熔点的钙铝酸盐类夹杂物，以防止齿轮钢在浇铸过程中的水口结瘤并降低脆性夹杂物对于齿轮钢性能的危害[1]，难以变形的氧化物夹杂是齿轮钢在使用过程中疲劳损坏的主要原因[2]. 合理的钙处理可以减轻水口结瘤，提高连浇炉数，在国内外的钢厂中已经得到广泛的应用[3]，但由于钢中含有一定量的T.S和T.O，当钙处理不当时，钢中会生成大量的CaS或CaO等高熔点夹杂物[4-5]，同样会导致水口结瘤. 此外，合理的钙处理能够使钢中形成更多的复合硫化物，可以有效降低钢中硫化物夹杂物的长宽比，以实现钢中硫化锰夹杂物的球形和纺锤化[6-7]. 目前对于铝脱氧钢的钙处理具有较多研究，主要包括钙处理对夹杂物的改性机理[8-17]、动力学[18-21]和热力学[22-26]等. 有研究表明，钢中夹……