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近几年来,流行采用Ca进行终脱氧处理,以CaSi合金或硅钙铁
合金(Fe-Si—Ca)形式加入钢水,因为采用这种脱氧剂处理钢水会
比较干净。这很容易得到解释。氧化铝和氧化钙可以形成低熔点的
共晶相,这样干硬的氧化铝薄膜就会转为液态Al℃3·Cao,熔点接
近1400℃,因此很快会将这种液态氧化物折叠,团聚成液滴。由于
液滴比较紧密,但密度比较低,很快会上浮到液面,表面上原有的
液态共晶膜会将其吸收,这样钢中就不会留有缺陷。
这里值得一提的是,在一些铸钢件中出现一种称为“岩石
断裂”的缺陷,该缺陷已经经过大量研究,但还从来没有得到过满
意的解释,这里给出一个尝试性的解释。当铸件的韧性很低时,就
会出现这种断裂,尽管材料符合精确的成分要求和合理的热处理工
艺。扫描电镜发现断裂面沿晶界分布,并且断裂面上含有氮化铝。
很显然,氮化铝是脆性相。
这种缺陷非常像是一种卷入的表面膜,这种膜原先可能是
氧化铝并含有折叠进入的空气。空气中的氮慢慢被消耗掉,形成氮
化铝。生长的枝晶将这种缺陷卷入枝晶间,特别是晶粒间界面上。
双层膜的中心裂纹表明氮化物具有脆性特征。根据检测结果,只能
检测出氮气,占空气组成的五分之四,而氧气在很多情况下都不能
很容易地分析出来。这种缺陷与球墨铸铁中的片状断裂、铝合金和
其他合金系统中发现的平面断裂也相似。
尽管钢的化学成分能很好地控制在技术条件规定的范围内
,但这种缺陷的出现与否取决于卷人的几率。而且浇注系统的微小
改变、底漏钢包中钢水的充满高度和浇注工人的技术等都会增加这
种影响。因此,这种缺陷困扰了冶金学家和铸造专家如此长的时间
并不奇怪。
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