目录

第1章 绪论 1

1.1 钢中的氧及炼钢常用的脱氧方式 1

1.1.1 钢中的氧及其危害 1

1.1.2 炼钢常用的脱氧方式 1

1.1.3 钢液的复合脱氧 2

1.2 钢中夹杂物的来源与种类 4

1.2.1 钢中夹杂物的来源 4

1.2.2 夹杂物的分类 4

1.3 夹杂物对钢材性能的影响 7

1.4 夹杂物控制的发展方向——氧化物冶金 9

1.4.1 氧化物冶金概念的提出 9

1.4.2 氧化物冶金技术进展 9

参考文献 12

第2章 金属、合金脱氧的热力学计算方法 15

2.1 不同金属的脱氧能力和脱氧反应 15

2.2 复合脱氧剂的脱氧反应及典型热力学计算方法 17

2.2.1 Mn-Si-Al系复合脱氧剂的脱氧反应 18

2.2.2 含碱土金属的复合脱氧剂的脱氧反应 20

2.3 脱氧产物的控制原理 34

2.4 夹杂物生成的其他计算方法 36

2.4.1 动力学与热力学计算结合 36

2.4.2 CaO-Al2O3-CaS体系夹杂物的生成计算 39

参考文献 44

第3章 夹杂物产生、聚集及排除的动力学 45

3.1 不同脱氧元素的影响 45

3.2 复合脱氧的影响 48

3.2.1 实验研究工作 48

3.2.2 现场试验及应用 50

3.3 精炼渣成分和性质的影响 53

3.4 温度、渣量及碳含量的影响 54

3.5 环境气氛及包衬材质的影响 54

3.5.1 环境气氛的影响 54

3.5.2 包衬材质的影响 55

3.6 脱氧产物的上浮及去除 56

3.6.1 夹杂物的碰撞及长大 57

3.6.2 夹杂物的上浮和去除 64

3.6.3 脱氧产物分离速率的研究 67

3.6.4 界面张力对夹杂物上浮、排除的影响 68

参考文献 69

第4章 普碳钢中夹杂物控制的理论与实践 75

4.1 普碳钢介绍 75

4.1.1 普碳钢的定义 75

4.1.2 普碳钢的分类 75

4.1.3 普碳钢的冶炼及用途 76

4.2 普碳钢中氧化物夹杂的产生 76

4.2.1 Al脱氧钢中Al2O3夹杂物的产生和形貌 77

4.2.2 Al脱氧钢中网状Al2O3夹杂物的生长机制 78

4.3 普碳钢中硫化物夹杂的产生 84

4.3.1 普碳钢中硫化物形成及类型 84

4.3.2 硫化物夹杂的危害与变性处理 85

4.3.3 MnS夹杂物的变形行为和对钢的延展性的影响 86

4.4 普碳钢中夹杂物的控制 92

4.4.1 夹杂物的控制技术 92

4.4.2 夹杂物的变性处理 95

4.4.3 夹杂物控制的新方法——超细粒子喷入 97

参考文献 100

第5章 冷镦钢中夹杂物控制的理论与实践 103

5.1 冷镦钢的定义、分类及发展趋势 103

5.1.1 冷镦钢的定义 103

5.1.2 冷镦钢的国内外发展概况 104

5.1.3 冷镦钢的分类及发展趋势 104

5.2 冷镦钢的冶炼 107

5.2.1 冷镦钢的冶炼工艺 107

5.2.2 冷镦钢的连铸保护浇铸 108

5.3 冷镦钢中夹杂物的产生 109

5.3.1 冷镦钢中夹杂物产生的热力学计算 109

5.3.2 冷镦钢冶炼过程中夹杂物的变化 112

5.3.3 夹杂物对冷镦钢性能的影响 113

5.4 冷镦钢中夹杂物的去除与控制 116

5.4.1 冷镦钢中夹杂物的热力学分析 116

5.4.2 冷镦钢中夹杂物控制的实验研究 121

5.4.3 冷镦钢中夹杂物控制的工业试验 127

参考文献 131

第6章 硬线钢中夹杂物控制的理论与实践 133

6.1 硬线钢的用途、分类及发展趋势 133

6.2 硬线钢的冶炼 134

6.2.1 国内硬线钢冶炼工艺 135

6.2.2 国外硬线钢冶炼工艺 137

6.2.3 国内外硬线盘条的生产 138

6.3 硬线钢中夹杂物的产生、类型及危害 139

6.3.1 硬线钢中夹杂物的来源 139

6.3.2 硬线钢中夹杂物的类型 140

6.3.3 硬线钢中夹杂物的危害 143

6.4 硬线钢中夹杂物的去除与控制 143

6.4.1 脱氧方式及变性处理对硬线钢中夹杂物的影响 144

6.4.2 精炼渣对硬线钢中夹杂物的影响 151

6.4.3 实际生产中硬线钢中夹杂物的去除与控制 158

参考文献 160

第7章 重轨钢中夹杂物控制的理论与实践 163

7.1 重轨钢的用途、分类及发展趋势 163

7.1.1 重轨钢的用途及分类 163

7.1.2 重轨钢的发展趋势 164

7.1.3 高速重轨与耐蚀重轨的研究 166

7.2 重轨钢的冶炼 169

7.2.1 重轨钢的冶炼现状 169

7.2.2 国外重轨钢的冶炼 169

7.2.3 国内重轨钢的冶炼 171

7.3 重轨钢中夹杂物的产生 174

7.3.1 重轨钢中夹杂物的来源、相关计算 174

7.3.2 精炼渣对重轨钢中夹杂物的影响 177

7.3.3 夹杂物对重轨钢性能的影响 180

7.4 重轨钢中夹杂物的去除与控制 182

7.4.1 脱氧剂对重轨钢中夹杂物的影响 182

7.4.2 碱度和氧化铝对重轨钢中夹杂物的影响 189

7.4.3 重轨钢中夹杂物的控制措施 192

参考文献 195

第8章 弹簧钢中夹杂物控制的理论与实践 197

8.1 弹簧钢的定义、分类及发展趋势 197

8.1.1 弹簧钢的定义 197

8.1.2 弹簧钢的分类 198

8.1.3 弹簧钢的发展趋势 199

8.2 弹簧钢的冶炼 200

8.2.1 国内弹簧钢的冶炼 200

8.2.2 国外弹簧钢的冶炼 201

8.3 弹簧钢中夹杂物的产生 203

8.3.1 钢液中Al2O3夹杂物变性的热力学计算 203

8.3.2 CaS生成的热力学分析 205

8.3.3 CaO-Al2O3-CaS类夹杂物析出热力学分析 208

8.4 弹簧钢中夹杂物的去除与控制 209

8.4.1 弹簧钢中氧含量的控制 210

8.4.2 弹簧钢中硫含量的控制 212

8.4.3 弹簧钢中非金属夹杂物及其控制 213

8.5 弹簧钢发展展望 215

参考文献 217

第9章 轴承钢中夹杂物控制的理论与实践 218

9.1 轴承钢的用途、分类及发展趋势 218

9.1.1 轴承钢的用途 218

9.1.2 轴承钢的分类 219

9.1.3 轴承钢的发展趋势 221

9.2 轴承钢的冶炼 222

9.2.1 国外轴承钢的冶炼工艺 222

9.2.2 国内轴承钢的冶炼工艺及其发展现状 226

9.3 轴承钢中夹杂物的产生 232

9.3.1 轴承钢中夹杂物产生的热力学计算 232

9.3.2 现场生产条件下夹杂物的产生 235

9.4 轴承钢中夹杂物的去除和控制 237

9.4.1 轴承钢中氧含量的控制 237

9.4.2 精炼渣对轴承钢中夹杂物的影响 238

9.4.3 轴承钢中TiN夹杂的行为与控制 243

9.4.4 轴承钢中镁的行为和控制 249

参考文献 254

第10章 不锈钢中夹杂物控制的理论与实践 256

10.1 不锈钢的用途、分类及发展趋势 256

10.2 不锈钢的冶炼 257

10.3 不锈钢中夹杂物的产生 258

10.3.1 不锈钢中夹杂物的产生的理论计算 258

10.3.2 不锈钢中夹杂物产生的实验研究 265

10.3.3 工业生产中不锈钢夹杂物的产生 270

10.4 不锈钢中夹杂物的去除与控制 273

10.4.1 AOD精炼过程中非金属夹杂物的控制 273

10.4.2 LF炉内非金属夹杂物的控制 274

10.4.3 中间包内非金属夹杂物的控制 275

10.4.4 连铸过程水口结瘤成因及控制 277

10.4.5 不锈钢中非金属夹杂物的有效利用 279

参考文献 288

第11章 氧化物冶金的研究现状及发展前景 291

11.1 氧化物冶金技术的产生 291

11.1.1 晶内铁素体的形核机理 292

11.1.2 氧化物冶金技术对改善钢焊接性的作用 294

11.1.3 氧化物的选择对夹杂物冶金技术的影响 295

11.1.4 氧化物冶金型钢的显微组织特征 301

11.1.5 晶内铁素体组织控制技术 302

11.2 氧化物冶金技术的发展 303

11.3 氧化物冶金技术的应用实践 305

11.3.1 氧化物冶金技术在焊接领域的应用和发展 305

11.3.2 机械结构用高韧性热锻微合金钢 307

11.4 氧化物冶金技术的工业前景和发展趋势 308

参考文献 310