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| 冶炼质量对大锻件质量的影响
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冶炼出优质钢液是保证大锻件质量的首要环节。所谓优质钢液．除了化学成分符合要求外，主要是钢液的纯净度要高，即尽可能降低硫、磷等有害元素的含量，尽量减少非金属夹杂物以及气体特别是氢的含量。在实际生产中，应根据大锻件的服役条件、性能要求等情况，选用先进的真空冶炼、真空脱气、钢包精炼、自耗电极重熔、真空浇注、电渣重熔法炼钢等（具体的冶炼工艺不予赘述），但不论采用何种冶炼方法，都必须尽可能提高钢液的纯净度，特别是减少对锻件质量影响显著的非金属夹杂物和气体的含量。对重要的大锻件还要求在降低氧含量的基础上，降低Si和Mn的含量。
(1)非金属夹杂物及其特性
非金属夹杂物通常是指存在于钢铁等金属材料中的非金属化合物。对于钢来说，是指冶炼和铸锭过程中混入钢液中的耐火材料氧化物、炉渣以及脱氧，脱硫等化学反应产物，后者是钢中夹杂物的主要来源。
非金属夹杂物接尺寸大致可分为：
1)宏观夹杂物，肉眼可见，尺寸1 mm以上，如夹渣等。可通过超声波探伤法进行检测。
2)显微夹杂物，可采用金相法检测和评级。
3)超显微夹杂物，难以用光学显微镜检测。
钢锭经过锻压等热变形加工后，夹杂物也会发生变形，根据其变形特性，可将夹杂物分为3类：
1)锻、轧等加工后产生塑性变形的，比如硫化物和多数硅酸盐等，在延伸方向呈长条状存在于钢中。
2)锻、轧等加工后呈不连续粒状分布的，主要为氧化物。
3)在锻、轧加工中不变形的，大部分为氧化物、氮化物等，呈不规则的点状分布。
(2)钢中非金属夹杂物的危害
1)夹杂物在热处理过程中不能被消除，在锻件加热和冷却时，由于夹杂物和基体金属的热膨胀特性不同，二者之间会产生很大的热应力，有人计算可达754~1 215 MPa。这种热应力的大小还与夹杂物的种类、大小和形状有关，其中氧化铝夹杂物产生的热应力最大。显然，这种热应力将会对大锻件的热处理工艺性能以及产品的使用性能产生负面影响，甚至使锻件淬火开裂。对于大锻件，由于氢向夹杂物的空隙处扩散以及热应力的作用，还可能导致白点的产生。
2)非金属夹杂物在热处理过程中会发生结晶化和从过饱和固溶体中析出等相变，如某些硅酸盐由非稳定相转变成稳定相等。夹杂物的这种变化必将危害大锻件的热处理工艺性能。
3)非金属夹杂物破坏了基体金属的连续性，相当于存在于锻件中的空穴和裂纹，在热处理特别是淬火过程中，将在邻近于央杂物的基体金属中和夹杂物奉身产生应力集中，以致形成显微裂纹，加之如上所述的由于基体金属与夹杂物热膨胀性能不同而形成的热应力，不仅恶化了锻件的力学性能，严重时将使锻件淬火开裂。
夹杂物对锻件的力学性能的影响的大小与夹杂物种类、大小、形状和分布、物理性质及钢种等因素有关，其影响规律大致为：
1)在静拉伸试验中，夹杂物对纵、横向试样的抗拉强度和屈服强度的影响很小，但明显降低塑性特别是横向试样的断面收缩率。
2)夹杂物对缺订试样的冲击值影响较大，其规律与对断面收缩率的影响相似。那些容易延伸的细长夹杂物如MnS和锰硅酸盐等的影响更大。
3)央杂物对疲劳性能的影响很大，通常是随着夹杂物数量增加和尺寸增大，钢的疲劳强度尤其是横向试样的疲劳强度也随之下降。夹杂物的平均直径越大，钢的疲劳强度越低。
另外，在一些机械零件的断裂等失效事例中发现，非金属夹杂物往往是零件失效的破坏源，如轧辊的剥落失效等。因此，提高冶炼质量，即提高钢的纯净度，减少央杂物尤其是大尺寸夹杂物，对大锻件显得特别重要。
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| 参考价格：100 |
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