另外, 使用高质量的耐火材料, 保证浇注系统洁净或使用过滤网, 也是减少夹杂的重要措施。
3 稀土复合变质处理钢中夹杂及加入方法
加入稀土对钢中夹杂物有较好的作用, 稀土在钢中主要是用来控制硫化物的, 且能脱氧、脱硫 。
在铸态情况下, 钢中M nS 夹杂物呈椭圆形或近似于圆形。而较大椭圆形夹杂物是以 M nO 为核心, 外层由M nS 或M n-S-O 包围而形成的复合夹杂物。加入稀土后, 铸态夹杂物的分布和组成发生了变化,MnS 夹杂物被近似球形的细小弥散分布的稀土夹杂物所代替。为了使稀土很好还原, 稀土氧化物应当与强烈的还原剂(Ca-Si 、Ca-B)混合后加入钢液中,这样才能起到变质处理的作用。采用适当的变质处理, 可使硫化物夹杂形成熔点高、塑性小 、热力学性质较稳定的球状夹杂物。可以说, 稀土和钙是良好的脱硫剂, 又是硫化物夹杂的良好变质剂。采用RE-Ca 复合处理能够好地脱氧、去硫、净化 、变质 , 控制非金属夹杂物的形态和分布, 达到提高
铸造低合金钢的综合力学性能。
为进一步探讨稀土对铸钢性能的影响, 对ZG 35CrM o 钢中使用稀土复合变质处理进行了试验, 所用稀土合号为 YX 20 , 含有 20 .53 RE ,40 .95 Si ;Si-Ca 成分中含有 26 .45 Ca , 57 .07 Si 。
复合处理是采用包内加入法, 加入稀土时, 钢液充分脱氧, 防止稀土加入时烧损, 防止它同钢包耐火材料发生反应。稀土在加入前应很好烘烤。具体做法是按照钢包内钢液量及其含硫多少, 确定 RE 和 Si-Ca 的用量, 将 RE 和Si-Ca 破碎成小块混合均匀, 用铁皮包覆, 快速插入用铝进行终脱氧扒渣后的钢液中, 并不停搅动, 处理温度保持在 1 600 ～ 1 650 ℃范围内, 然后扒渣, 静置 1 ～ 2 min 浇注。
根据不同的回收率, 控制好钢液中稀土残留量与硫含量的适宜值 RE/S , 可获得良好的变质效果。研究证明 :当 RE/ S ≈3 时, 可使 M nS 夹杂变质; 当RE/ S <3 时, 只能部分变质 ;当钢中 S ≈0 .02 时, RE/ S =1 .8 ～ 2 .5 时变质。
变质处理后钢液的化学成分见表 1 。从表中可见, 经 RE 、RE-Ca 处理后的钢中含硫量明显下降, 而钢液中RE 的回收率则随 RE 加入量的增加而增加。力学性能测试结果见表 2 。
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从表中可以看出, 经过变质处理的钢液, 力学性能有明显提高, 强度提高 11 以上, 而采用 RE-Ca 复合处理综合性能, 冲击韧度提高 26 左右。
稀土复合变质处理的作用主要在于净化钢液和控制夹杂物形态, 减少夹杂物, 同时还有魏氏组织、细化晶粒和微合金化作用。即加入稀土复合剂后不但 能脱氧去硫, 而且在 RE/ S ≥3 ～ 6 时, MnS 会变成球状夹杂物, 从而减轻硫的危害, 防止或减少热裂, 稀土对于改变钢液中夹杂物的形态, 减少裂纹, 效果很明显。测试结果见表 3 。
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采用ZG 35C rM o 钢生产的齿轮, 在复合变质处理前废品率很高, 而复合变质处理后, 废品率降低 40%以上, 取得了明显的效果, 获得了很好的经济效益。
4 结 论
(1) 钢液中的夹杂物是铸钢产生裂纹的主要原因之一, 不同夹杂物, 产生裂纹的方式也不同。
(2) 为减少钢液中的非金属夹杂物及防止铸钢件 裂纹, 要从原材料准备 、冶炼工艺 、脱氧操作 、钢包静置、变质处理等环节上, 切实做好。
（3）采用稀土和钙联合变质剂对钢液进行复合变 质处理, 是减少钢液中非金属夹杂物, 改变其形状, 减少铸钢件裂纹的方法。
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