歌手李依依 李依依院士:影响铸钢质量的幕后黑手是氧

2017-05-27
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文章简介：科技日报讯 (记者王怡 郝晓明)在铸钢过程中,杂质的汇聚和上浮导致了铸造中成分的不均匀,进而影响钢材的质量.记者从中科院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室获悉,由李殿中研究员.李依依院士带领的研究团队的一项最新成果,揭示了在铸造钢件时导致钢材降解的机制.该研究成果发表在近日的<自然通讯>上.钢材在高温冶炼和浇注到模具之后,需要铸造凝固.在凝固过程中,液态金属结晶形成树枝晶网络,因为钢水不纯净,杂质会在枝晶网内聚集长大.由于密度小,这些杂质团簇在枝晶网内上浮形成一条通道.在该通道内,富集大

科技日报讯 (记者王怡 郝晓明)在铸钢过程中,杂质的汇聚和上浮导致了铸造中成分的不均匀,进而影响钢材的质量。记者从中科院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室获悉,由李殿中研究员、李依依院士带领的研究团队的一项最新成果,揭示了在铸造钢件时导致钢材降解的机制。该研究成果发表在近日的《自然通讯》上。

钢材在高温冶炼和浇注到模具之后,需要铸造凝固。在凝固过程中,液态金属结晶形成树枝晶网络,因为钢水不纯净,杂质会在枝晶网内聚集长大。由于密度小,这些杂质团簇在枝晶网内上浮形成一条通道。在该通道内,富集大量杂质,也会吸附和促进碳、锰等主要合金元素的偏聚。鉴于这条通道的成分和性能与周围材质有很大区别,被称为成分偏析带(又叫通道偏析)。

此项研究解剖分析了3支100吨级核电用钢锭,通过控制氧含量的临界值,有效减轻直至消除了偏析缺陷。研究人员发现,长期被忽略的氧及其形成的氧化物是偏析的根源。

据李殿中介绍,之前的理论主要认为硫和磷会带来偏析问题,但在工业生产中发现,即使硫和磷控制到了很低含量,偏析依然存在,这与经典理论不相符,直到发现氧才是幕后黑手。

这一研究成果已经获得初步应用验证。在特殊钢领域,有效提高了成材率;在重机行业,提高了钢水的纯净性和核电、火电等大钢锭及其大锻件的内在品质。控氧纯净化技术推广应用后,将使大尺度钢铁材料的制备工艺发生改变,从而显著提升钢材的成材率,也有利于提质增效,进一步促进我国重大工程用钢国产化。