鑄鋼熔煉常用脫氧劑知識匯總

      鑄鋼熔煉常用脫氧劑通常有：鋁、鈣、錳、硅、鈦、稀土等。

鋁（Al）      終脫氧劑，脫氧產(chǎn)物Al2O3，熔點2050℃，硬度HV3000。      1.優(yōu)點      A.脫氧力強；      B.價格便宜；      C.作業(yè)方便；      D.煙灰少，可殘留而預(yù)防二次氧化。      2.缺點      A.和N形成晶界AlN，造成鑄件脆化（析出溫度1150℃以下），鑄件愈厚愈易產(chǎn)生；      B.脫氧產(chǎn)物，熔點高，硬度高，影響鋼水流動性和鑄件加工性，且細小而不易浮起；      C.一般加入量（0.1%左右）易形成II型硫化物，而對鑄件機械性質(zhì)不利（尤其是韌性）。      3.缺點之改善      1.控制殘留鋁量在0.03%~0.07%之間（鋁之氧化損失約50%，故鋁加入量約0.1%），厚鑄件應(yīng)酌量減少。      2.可先用Zr或Ti除N后，再加入Al（ZrN或TiN之危害性較低）。      3.在Al之后，加入Ca，使形成低熔點（1400℃）之鈣鋁酸（CaO·Al2O3·SiO2）。以改善流動性和加工性（硬度HV1200），同時，可形成I型之氧硫化物而提升機械性能（尤其是韌性）。鈣（Ca）      終脫氧劑，脫氧產(chǎn)物CaO，熔點2600℃。      1.優(yōu)點      A.氧化性強，故可形成穩(wěn)定之氧化物；      B.在Al加入后添加，可改善Al2O3之缺失；      C.脫氧反應(yīng)快速；      D.促進I型硫化物，而提升機械性能（尤其是沖擊值）；      E.不僅有脫氧作用，還有脫硫作用；      F.和密鈰合金并用，可降低鑄件熱裂傾向。      2.缺點      A.沸點低（1492℃），故易揮發(fā)，有效作用時間短（60~90s），不易殘留而無法預(yù)防澆注期間之二次氧化；      B.純金屬不易貯存（易氧化），一般以合金為之，最常見為Ca-Si；      C.在鋼水中溶解度低，故無法僅以其脫氧。      3.缺點之改善      1.使成合金減少揮發(fā)，例如CaSiBa、CaSiBaAl；      2.奧氏體系不銹鋼、耐熱鋼、高錳鋼有高含量之：Ni、Mn，可增加其溶解度，而可單獨使用鈣脫氧（即不并同鋁）。錳（Mn）      一般作為熔解過程中間或末期之脫氧劑。      1.優(yōu)點      A.是脫氧劑，也是很好的脫硫劑，可使低熔點之FeS（1200℃）變成高熔點之MnS（1600℃）而減少熱脆性；      B.可增加鋼材之韌性（晶粒細化作用），Si亦可類似效果；      C.脫氧產(chǎn)物MnO，對加工性無害；      D.有利于抑制針孔之形成。      2.缺點      A.脫氧力不足，故常須另外加入其它強脫氧劑，例如：Al、Ca、Ti等；      B.錳含量過高時，鋼水易侵蝕砂模，而產(chǎn)生夾雜物2Mn+SiO→2MnO+Si硅（Si）      同Mn一樣，一般作為熔解過程中間或末期之脫氧劑。      1.優(yōu)點      A.脫氧力比Mn強；      B.增加鋼水流動性；      C.提升鋼材耐蝕性和高溫強度。      2.缺點      A.高含量有害焊接性能（易裂，不管是碳鋼、合金鋼、不銹鋼皆然）；      B.脫氧產(chǎn)物SiO2，對加工性不利。鈦（Ti）      終脫氧劑，脫氧力不如Al、Zr，但比Si、Mn強，通常作為管制Al和N量時之附加脫氧劑。      1.優(yōu)點      A.可形成穩(wěn)定的碳化物和氮化物，故可減少不銹鋼之晶界（和Nb作用類似）腐蝕，和一般鋼材之晶界糖晶破斷（AlN）（和Zr作用類似）；      B.控制氮氣孔，效果良好，亦有晶粒細化作用；      C.脫氧產(chǎn)物為TiO2，熔點為1855℃，對鋼水流動性之影響較Al2O3低。      2.缺點      A.作用時間短（約30s），殘留量在0.05%以上時易發(fā)生TiC之脆性；      B.以濕砂模制作高鈦鋼時，會促使針孔之發(fā)生。      稀土元素      作用類似于硅鈣合金（即密鈰合金，鈰鑭等）。      1.優(yōu)點      A.這些元素有復(fù)合效應(yīng)，可形成穩(wěn)定的氧化物和氮化物，硫化物，和某種程度之氫化物；      B.可改善高合金鋼之紅熱脆性，亦有晶粒細化，夾雜物球化之作用；      C.高合金鋼或不銹鋼中，可改善延伸率并提升強度（高溫強度亦有幫助），對腐蝕性亦有幫助；      D.降低液相線，使用得當，有助于流動性；      E.減少晶界磷之偏析；      F.增加樹枝狀晶之數(shù)目并縮短長度，而使晶粒細化；      G.抑制回火脆性；      H.減少“HIC（氫感應(yīng)裂紋）”之敏感性（焊接裂紋之成因之一），對“硫化氫應(yīng)力敏蝕裂紋”之抵抗亦有效果（石化工業(yè)，不銹鋼，耐熱鋼鑄件常見之問題）。      2.缺點      A.加入過量時，會形成粗大之夾雜物影響鋼水流動性和鑄件機械性質(zhì)（La2O3熔點2327℃）；      B.作用時間短（約30秒）；      C.加入量過高時會和爐襯反應(yīng)，產(chǎn)生大量夾雜物。      通常在鋼包中加入，加入量約為0.02%，大都和其它脫氧劑合并使用，很少單獨使用。最適當之量為三倍之硫含量，以使夾雜物球化。硒（Se）      一般作為預(yù)防氣孔生成之添加劑。      1.優(yōu)點      A.在鋼中不會導(dǎo)致紅熱脆性；      B.可因減少鋼液表面張力而抑制氣孔生成和增加鋼水流動性；      C.有脫氧作用，并可增加鋼材韌性；      D.高鉻鋼鑄件，可添加0.01~0.02%硒來預(yù)防氣孔；      E.奧氏體體系鉻鎳不銹鋼中，添加可控制在0.0125~0.1%之間。      2.加入時機      1.以硒鐵方式加入時，在鋼包；      2.元素態(tài)則在液流中加。碲（Te）      碲之作用類似硒。      差異點在：      1.無毒性；      2.在高鎳鋼種中會形成鎳碲化物，而造成紅熱脆性（即使用高溫時，晶界會形成低熔點，鎳碲化物而使鑄件裂損）。