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第1章 绪论1

1.1 钢中的氧及炼钢常用的脱氧方式1

1.1.1 钢中的氧及其危害1

1.1.2 炼钢常用的脱氧方式1

1.1.3 钢液的复合脱氧2

1.2 钢中夹杂物的来源与种类4

1.2.1 钢中夹杂物的来源4

1.2.2 夹杂物的分类4

1.3 夹杂物对钢材性能的影响7

1.4 夹杂物控制的发展方向——氧化物冶金9

1.4.1 氧化物冶金概念的提出9

1.4.2 氧化物冶金技术进展9

参考文献12

第2章 金属、合金脱氧的热力学计算方法15

2.1 不同金属的脱氧能力和脱氧反应15

2.2 复合脱氧剂的脱氧反应及典型热力学计算方法17

2.2.1 Mn-Si-Al系复合脱氧剂的脱氧反应18

2.2.2 含碱土金属的复合脱氧剂的脱氧反应20

2.3 脱氧产物的控制原理34

2.4 夹杂物生成的其他计算方法36

2.4.1 动力学与热力学计算结合36

2.4.2 CaO-Al2O3-CaS体系夹杂物的生成计算39

参考文献44

第3章 夹杂物产生、聚集及排除的动力学45

3.1 不同脱氧元素的影响45

3.2 复合脱氧的影响48

3.2.1 实验研究工作48

3.2.2 现场试验及应用50

3.3 精炼渣成分和性质的影响53

3.4 温度、渣量及碳含量的影响54

3.5 环境气氛及包衬材质的影响54

3.5.1 环境气氛的影响54

3.5.2 包衬材质的影响55

3.6 脱氧产物的上浮及去除56

3.6.1 夹杂物的碰撞及长大57

3.6.2 夹杂物的上浮和去除64

3.6.3 脱氧产物分离速率的研究67

3.6.4 界面张力对夹杂物上浮、排除的影响68

参考文献69

第4章 普碳钢中夹杂物控制的理论与实践75

4.1 普碳钢介绍75

4.1.1 普碳钢的定义75

4.1.2 普碳钢的分类75

4.1.3 普碳钢的冶炼及用途76

4.2 普碳钢中氧化物夹杂的产生76

4.2.1 Al脱氧钢中Al2O3夹杂物的产生和形貌77

4.2.2 Al脱氧钢中网状Al2O3夹杂物的生长机制78

4.3 普碳钢中硫化物夹杂的产生84

4.3.1 普碳钢中硫化物形成及类型84

4.3.2 硫化物夹杂的危害与变性处理85

4.3.3 MnS夹杂物的变形行为和对钢的延展性的影响86

4.4 普碳钢中夹杂物的控制92

4.4.1 夹杂物的控制技术92

4.4.2 夹杂物的变性处理95

4.4.3 夹杂物控制的新方法——超细粒子喷入97

参考文献100

第5章 冷镦钢中夹杂物控制的理论与实践103

5.1 冷镦钢的定义、分类及发展趋势103

5.1.1 冷镦钢的定义103

5.1.2 冷镦钢的国内外发展概况104

5.1.3 冷镦钢的分类及发展趋势104

5.2 冷镦钢的冶炼107

5.2.1 冷镦钢的冶炼工艺107

5.2.2 冷镦钢的连铸保护浇铸108

5.3 冷镦钢中夹杂物的产生109

5.3.1 冷镦钢中夹杂物产生的热力学计算109

5.3.2 冷镦钢冶炼过程中夹杂物的变化112

5.3.3 夹杂物对冷镦钢性能的影响113

5.4 冷镦钢中夹杂物的去除与控制116

5.4.1 冷镦钢中夹杂物的热力学分析116

5.4.2 冷镦钢中夹杂物控制的实验研究121

5.4.3 冷镦钢中夹杂物控制的工业试验127

参考文献131

第6章 硬线钢中夹杂物控制的理论与实践133

6.1 硬线钢的用途、分类及发展趋势133

6.2 硬线钢的冶炼134

6.2.1 国内硬线钢冶炼工艺135

6.2.2 国外硬线钢冶炼工艺137

6.2.3 国内外硬线盘条的生产138

6.3 硬线钢中夹杂物的产生、类型及危害139

6.3.1 硬线钢中夹杂物的来源139

6.3.2 硬线钢中夹杂物的类型140

6.3.3 硬线钢中夹杂物的危害143

6.4 硬线钢中夹杂物的去除与控制143

6.4.1 脱氧方式及变性处理对硬线钢中夹杂物的影响144

6.4.2 精炼渣对硬线钢中夹杂物的影响151

6.4.3 实际生产中硬线钢中夹杂物的去除与控制158

参考文献160

第7章 重轨钢中夹杂物控制的理论与实践163

7.1 重轨钢的用途、分类及发展趋势163

7.1.1 重轨钢的用途及分类163

7.1.2 重轨钢的发展趋势164

7.1.3 高速重轨与耐蚀重轨的研究166

7.2 重轨钢的冶炼169

7.2.1 重轨钢的冶炼现状169

7.2.2 国外重轨钢的冶炼169

7.2.3 国内重轨钢的冶炼171

7.3 重轨钢中夹杂物的产生174

7.3.1 重轨钢中夹杂物的来源、相关计算174

7.3.2 精炼渣对重轨钢中夹杂物的影响177

7.3.3 夹杂物对重轨钢性能的影响180

7.4 重轨钢中夹杂物的去除与控制182

7.4.1 脱氧剂对重轨钢中夹杂物的影响182

7.4.2 碱度和氧化铝对重轨钢中夹杂物的影响189

7.4.3 重轨钢中夹杂物的控制措施192

参考文献195

第8章 弹簧钢中夹杂物控制的理论与实践197

8.1 弹簧钢的定义、分类及发展趋势197

8.1.1 弹簧钢的定义197

8.1.2 弹簧钢的分类198

8.1.3 弹簧钢的发展趋势199

8.2 弹簧钢的冶炼200

8.2.1 国内弹簧钢的冶炼200

8.2.2 国外弹簧钢的冶炼201

8.3 弹簧钢中夹杂物的产生203

8.3.1 钢液中Al2O3夹杂物变性的热力学计算203

8.3.2 CaS生成的热力学分析205

8.3.3 CaO-Al2O3-CaS类夹杂物析出热力学分析208

8.4 弹簧钢中夹杂物的去除与控制209

8.4.1 弹簧钢中氧含量的控制210

8.4.2 弹簧钢中硫含量的控制212

8.4.3 弹簧钢中非金属夹杂物及其控制213

8.5 弹簧钢发展展望215

参考文献217

第9章 轴承钢中夹杂物控制的理论与实践218

9.1 轴承钢的用途、分类及发展趋势218

9.1.1 轴承钢的用途218

9.1.2 轴承钢的分类219

9.1.3 轴承钢的发展趋势221

9.2 轴承钢的冶炼222

9.2.1 国外轴承钢的冶炼工艺222

9.2.2 国内轴承钢的冶炼工艺及其发展现状226

9.3 轴承钢中夹杂物的产生232

9.3.1 轴承钢中夹杂物产生的热力学计算232

9.3.2 现场生产条件下夹杂物的产生235

9.4 轴承钢中夹杂物的去除和控制237

9.4.1 轴承钢中氧含量的控制237

9.4.2 精炼渣对轴承钢中夹杂物的影响238

9.4.3 轴承钢中TiN夹杂的行为与控制243

9.4.4 轴承钢中镁的行为和控制249

参考文献254

第10章 不锈钢中夹杂物控制的理论与实践256

10.1 不锈钢的用途、分类及发展趋势256

10.2 不锈钢的冶炼257

10.3 不锈钢中夹杂物的产生258

10.3.1 不锈钢中夹杂物的产生的理论计算258

10.3.2 不锈钢中夹杂物产生的实验研究265

10.3.3 工业生产中不锈钢夹杂物的产生270

10.4 不锈钢中夹杂物的去除与控制273

10.4.1 AOD精炼过程中非金属夹杂物的控制273

10.4.2 LF炉内非金属夹杂物的控制274

10.4.3 中间包内非金属夹杂物的控制275

10.4.4 连铸过程水口结瘤成因及控制277

10.4.5 不锈钢中非金属夹杂物的有效利用279

参考文献288

第11章 氧化物冶金的研究现状及发展前景291

11.1 氧化物冶金技术的产生291

11.1.1 晶内铁素体的形核机理292

11.1.2 氧化物冶金技术对改善钢焊接性的作用294

11.1.3 氧化物的选择对夹杂物冶金技术的影响295

11.1.4 氧化物冶金型钢的显微组织特征301

11.1.5 晶内铁素体组织控制技术302

11.2 氧化物冶金技术的发展303

11.3 氧化物冶金技术的应用实践305

11.3.1 氧化物冶金技术在焊接领域的应用和发展305

11.3.2 机械结构用高韧性热锻微合金钢307

11.4 氧化物冶金技术的工业前景和发展趋势308

参考文献310