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近幾年來,流行采用Ca進行終脫氧處理,以CaSi合金或硅鈣鐵
合金(Fe-Si—Ca)形式加入鋼水,因為采用這種脫氧劑處理鋼水會
比較干凈。這很容易得到解釋。氧化鋁和氧化鈣可以形成低熔點的
共晶相,這樣干硬的氧化鋁薄膜就會轉為液態Al℃3·Cao,熔點接
近1400℃,因此很快會將這種液態氧化物折疊,團聚成液滴。由于
液滴比較緊密,但密度比較低,很快會上浮到液面,表面上原有的
液態共晶膜會將其吸收,這樣鋼中就不會留有缺陷。
這里值得一提的是,在一些鑄鋼件中出現一種稱為“巖石
斷裂”的缺陷,該缺陷已經經過大量研究,但還從來沒有得到過滿
意的解釋,這里給出一個嘗試性的解釋。當鑄件的韌性很低時,就
會出現這種斷裂,盡管材料符合精確的成分要求和合理的熱處理工
藝。掃描電鏡發現斷裂面沿晶界分布,并且斷裂面上含有氮化鋁。
很顯然,氮化鋁是脆性相。
這種缺陷非常像是一種卷入的表面膜,這種膜原先可能是
氧化鋁并含有折疊進入的空氣。空氣中的氮慢慢被消耗掉,形成氮
化鋁。生長的枝晶將這種缺陷卷入枝晶間,特別是晶粒間界面上。
雙層膜的中心裂紋表明氮化物具有脆性特征。根據檢測結果,只能
檢測出氮氣,占空氣組成的五分之四,而氧氣在很多情況下都不能
很容易地分析出來。這種缺陷與球墨鑄鐵中的片狀斷裂、鋁合金和
其他合金系統中發現的平面斷裂也相似。
盡管鋼的化學成分能很好地控制在技術條件規定的范圍內
,但這種缺陷的出現與否取決于卷人的幾率。而且澆注系統的微小
改變、底漏鋼包中鋼水的充滿高度和澆注工人的技術等都會增加這
種影響。因此,這種缺陷困擾了冶金學家和鑄造專家如此長的時間
并不奇怪。
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