浅谈铸钢的晶粒细化

摘要

在遵循可持续发展的条件下，细化晶粒是提高铸钢冶金质量的一项重要措施，目前己经是各工业国家铸造行业都十分关注的研究课题。但是，由于钢液的温度高，而且用量最大的碳钢、低合金钢凝固过程中还会发生包晶转变，情况很复杂，研究工作的难度较大，尽管60多年前就己着手这方面的研究工作，迄今为止，还未能得到可以推广、应用的稳定工艺，在这方面，探索、研究、创新的空间依然十分广阔。向钢中加入Ti或Nb有细化晶粒的作用，这是大家都知道的，但是，就目前的认识看来，其作用的机制主要是钉扎作用，而不是形成异质晶核，因而对钢是性能可能会有多种负面影响，在对其没有进一步的认知之前，不宜贸然采用。就目前的认识看来，在铸钢的晶粒细化方面，向经终脱氧钢液中加入稀土元素是一项前景比较看好的工艺措施，虽然此前己经作了大量的研究工作，但仍然只是初步的。对于凝固过程中不发生包晶转变的钢种(高锰钢、完全奥氏体不锈钢和碳含量高的碳钢、低合金钢)，稀土细化晶粒的作用是肯定的，关键在于尚待通过反复试验、进一步优化各种工艺参数，从而求得效果与再现性都好的工艺方法。从美国Tuttle教授近期所作的研究工作看来，对于用量最大的碳钢、低合金钢，稀土细化晶粒的效果也是肯定的，但是，到目前为止，由于对其作用的机制还是不甚了然，其作用的效果也就并不稳定。在这方面仍有待进行大量的试验、研究工作。此外，由于稀土的氧化物在高温下的活性很强，易于与钢液中存在的氧化物夹杂、乃至浇包的耐火材料作用，形成粘稠的复合化合物，导致铸件产生渣孔缺陷，还可能发生浇包堵塞浇注孔的故障。对此，在浇注工艺方面应采取适当的防范措施。