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沸腾钢
炼钢时未能很好脱氧的钢
基本信息
| 中文名 | 沸腾钢 |
| 外文名 | rimmed steel |
| 特点 | 生产成本低、收率高等 |
| 优势 | 表面质量好 |
| 缺点 | 偏析严重 |
| 领域 | 冶金 |
| 实质 | 脱氧不完全的钢 |
收起
简介
结构
沸腾钢钢锭的结构如图所示，可分为5个带：
(2)蜂窝气泡带。钢锭下部的柱状晶在向锭心生长时，平行于柱状晶生长方向而逐渐长大成为椭圆形气泡组成。
(3)中心坚固带。为防止出现过分严重的偏析在钢液上面加盖封顶后，抑制了碳氧反应，气体停止析出，蜂窝气泡终止生长，而结晶继续进行，形成无气泡的由柱状晶组成的中心坚固带。
(5)锭心带。当模壁温度与钢锭中心温度之差很小时，钢锭心部形成等轴晶，成为锭心带。此时沸腾已大致停止，但仍有少量气孔形成，部分气泡还能逐渐上移聚合长大为头部大气泡。构成头部疏松区。
沸腾钢
性质
沸腾钢由于有良好的沸腾作用，钢锭可形成一个纯净、坚实的外壳，故轧成的产品表面质量较好，特别适于制造薄板。并因含碳、硅量较低，有良好的焊接、冷弯和冲压性能，一些冷冲压件如拖拉机箱、汽车壳体等均使用沸腾钢。还用它轧制一般型钢、中板、线材、窄带和管材。沸腾钢钢锭头部没有集中缩孔，轧制成坯后切头率低，且消耗脱氧剂和耐火材料少，故成本较低。大多数国家沸腾钢的产量占模铸钢总产量的40%～50%。但沸腾钢偏析严重、组织不致密、力学性能波动较大，在轧材的不同部位抗拉强度和伸长率有明显差别。其低温冲击性差，钢板易于失效使韧性降低，故不适于制造对力学性能要求较高的零部件。此外，为保证模内正常沸腾，沸腾钢碳含量不能超过0.28%，锰含量不大于0.60%，硅含量不大于0.03%，因此只限于生产普通低碳钢，使沸腾钢的钢种受到很大限制。
分类及特点
根据冶炼时脱氧程度的不同，钢可分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢(新标准取消半镇静钢)。沸腾钢为脱氧不完全的钢。钢在冶炼后期不加脱氧剂（如硅、铝等），浇注时钢液在钢锭模内产生沸腾现象（气体逸出），钢锭凝固后，蜂窝气泡分布在钢锭中，在轧制过程中这种气泡空腔会被粘合起来。这类钢的特点是钢中含硅量很低，标准规定为痕量或不大于0.07%，通常注成不带保温帽的上小下大的钢锭。优点是钢的收率高（约提高15%），生产成本低，表面质量和深冲性能好。缺点是钢的杂质多，成分偏析较大，所以性能不均匀。
镇静钢为完全脱氧的钢。通常铸成上大下小带保温帽的锭型，浇注时钢液镇静不沸腾。由于锭模上部有保温帽（在钢液凝固时作补充钢液用），这节帽头在轧制开坯后需切除，故钢的收得率低，但组织致密，偏析小，质量均匀。优质钢和合金一般都是镇静钢。
半镇静钢为脱氧较完全的钢。脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间，浇注时有沸腾现象，但较沸腾钢弱。这类钢具有沸腾钢和镇静钢的某些优点，在冶炼操作上较难掌握。
过氧化钢的危害
过氧化钢的危害主要是由于钢中溶解过多的氧对钢质产生的影响。钢中溶解过多的氧，将得不到理想的钢锭结构，因而得不到良好机械性能的钢材。氧在液体钢中的溶解度较大，而在固体钢中溶解度很小。因此，氧将以氧化物夹杂形式存在于钢中，使钢的塑性和韧性大为下降，使钢的切削性变坏，降低钢的疲劳强度和冲击韧性。
氧在钢液中的溶解度随温度降低而减少，当钢液在钢锭模内凝固时，由于选分结晶，较纯的金属先凝固，把杂质推向未凝固的钢液，故使钢液中[C]、[O]发生偏析而引起了碳的再氧化，生成CO气体，使钢锭内部产生气泡；钢中氧还使硫的危害作用增加，因为FeO与S可以生成熔点仅为940℃的低熔点共晶体，造成钢锭轧制时热脆。
由于过氧化钢钢中含氧量高，因此脱氧很难控制，往往在浇注过程中表现为沸腾极强，此时，坚壳带生成时受到循环钢液冲刷少，得到的钢锭结构不致密，且不纯净，当气体在浇注完毕大量排出后，钢液面下降，钢锭头部成为“靴筒”，在浇注过程中，为了防止钢液在注管“上呕”，保证浇注顺利，采用刺铝调整钢液氧化性，它是一种补救措施，但易产生钢液面急剧下陷，使钢锭造成重皮、接痕等严重缺陷，同时，增加气囊轧后废品，造成钢材如线棒材中心孔洞和带钢分层废品。
建议及措施
2）加强白灰造渣剂的质量控制，不能生烧或过烧，否则，生烧造成钢水温度下降，冶炼时间延长，过氧化出钢。
3）化检验要及时准确，否则也会因化验不及时影响冶炼时间加长，导致过氧化。
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