我国易切削钢研究现状与研究方向

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　　特殊钢材料出厂状态、相关参数和注意事项

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　　采用模铸工艺时，硫的偏析是造成其切削性能不均的一个主要因素。硫的偏析是造成其切削性能不均的一个主要因素。硫在钢锭头部形成正偏析，在钢锭尾部形成负偏析，因此，在锭的不同位置，其含量偏差很大，而采用连铸工艺生产时不会有这种偏析出现。连铸坯凝固速度快，因而硫化锰夹杂颗粒小（比模铸钢锭中硫化锰颗粒小）。大断面的连铸坯由于凝固速度慢，因而其硫化锰颗粒尺寸与模铸钢锭的硫化锰颗粒尺寸接近。易切削钢钢液中氧含量很高，故极易生成硬的氧化物质点。在模铸锭中，氧化物易在底部集中，从而使钢材切削性能变化较大。连铸坯不存在氧化物偏析问题。对两种工艺进行的切削性能试验表明，低碳富硫易切削钢连铸材具有与模铸材相当的切削性能，并且连铸材削性能更均匀。同时，采用连铸工艺可提高易切削钢冷拉材的表面质量，这是因为氧化物会导致冷拉钢材表面起皱或其它缺陷。连铸材几乎没有这方面的缺陷，从而在蜗流探伤时报废率较模铸材低。从以上的讨论和测试结果可见，采用连铸工艺生产易切削钢使硫化锰夹杂物分布更加均匀，从而使钢材的切削性能也更加均匀，并且由于对氧含量及氧化物夹杂的控制不同，从而使用连铸工艺生产的易切削钢冷拔钢材具有较好的表面质量。

　　国内易切削钢研究现状我国易切削钢生产始于20世纪50年代，但到目前为止，易切削钢年产量却不到2万t。随着机械加工业的发展，尤其是汽车工业的快速发展，我国易切削钢需求量快速增加。根据我国汽车产量的年增加量并以日本汽车工业用易切削钢的需求比例进行估算，到2005年，我国易切削钢需求量为40~50万t。我国生产的易切削钢系列，虽经几次标准的修订，成为现行的GB8731-88的9种钢，但大部分却是沿袭前苏联1954年标准，能生产的品种也十分有限。尽管如此，我国对易切削钢的研究还是取得了明显的进展：（1）20世纪90年代，重庆特殊钢厂在国内率先开始进行易切削钢连铸工艺试验，同时，抚顺特钢公司开始了半镇静易切削钢生产工艺的研究，苏州钢铁研究所研究用电弧炉配合电渣精炼炉生产高含硫量易切不锈钢的工艺；（2）成功开发了系列中碳易切削非调质钢，不但加工及使用性能较原来的调质钢优越，且经济效益显著；（3）用计算机模拟凝固过程及热加工过程中易切削钢夹杂物变形，及用有关热力学数据对易切削钢中夹杂物类型的预测方面取得了显著进展。这意味着我国易切削钢研究从经验积累、感性认识阶段逐步转向数值分析和科学预测阶段。

　　我国易切削钢的研究方向

　　易切削钢是世界三大难以连铸的钢种之一，其连铸工艺开发的难点主要在于：易切削钢的高氧含量、高硫含量大大降低了钢水的表面张力，使钢渣分离困难，从而造成钢渣混卷，形成大量表面及皮下缺陷，甚至造成漏钢，使连铸生产难以进行；易切削钢中锰、氧含量高，在高温下会与耐火材料中的某些成分发生理化反应，使耐火材料浸蚀，在连铸生产中造成溢钢或中间包漏钢等现象；易切削钢钢液粘度大，流动性差，为保证其可浇性必须提高浇注温度，但同时易切削钢又是裂纹第三钢种，必须休用弱冷制度，这些相互矛盾的要求使易切削钢由模铸工艺转变为连铸工艺非常困难，一度成为连铸工作者的禁区。因此，目前在易切削钢连铸工艺的开发过程中应着力解决的几个问题是：化学成分的优化控制，佳氧含量的确定及脱氧制度的选择，耐火材料的研发或选型，连铸工艺参数尤其是温度制度和冷却制度的确定，结晶器保护渣的研制及合理的后续轧制制度的配合。近年来，冶金技术的不断进步，尤其是二次精炼、连铸技术及耐火材料、保护渣的飞速发展，为我国不断优化易切削钢生产工艺带来了新契机。但迄今为止，还未见到国内钢铁企业成功开发出易切削钢连铸工艺的详细报道。

　　结论

　　（1）预计到2005年我国仅汽车行业易切削钢市场需求量为40-50万t。但到目前为止，我国年易切削钢产量仅为2万t，出现了严重的供不应求的状况。

　　（2）国外经验证明，用连铸工艺生产易切削钢可减轻易切削钢中夹杂物的偏析，改善夹杂物的形态及分布，提高钢材切削性能，是当前易切削钢的生产工艺改革的方向。

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