鋼鐵材料冶煉包括:冶鋼、爐外精煉、連鑄等,每個生產環節都有可以提升品質、實現材料性能提升。即:
1、煉鋼
煉鋼的基本任務體現在調整成分方面,概括為四脫(碳、硫、磷、氧)、二去(氣體、夾雜)、合金化,即控制適當的含碳量、合理的合金元素種類及恰當的含量,充分去除有害雜質。
合金元素一般通過以下強化:
(1)非碳化物及弱、中強碳化物形成元素:如硅、錳、鉻、鎳,可通過固溶強化機制強化鐵素體基體實現強化。
(2)中強、強碳化物形成元素:如鉻、鎢、鉬、釩、鈦、鋯、鈮,穩定的碳化物在鋼結晶過程中通過抑制晶粒長大,實現細晶強化。
(3)中強、強碳化物形成元素在鋼中形成細小碳化物顆粒,產生彌散強化效果。
2、精煉
爐外精煉實質是煉鋼過程的一個延續,是在特定設備中通過渣洗、真空、攪拌、噴吹、加熱五大手段來實現凈化鋼質(去除氣體、夾雜)、調整成分(合金化)、溫度控制的一個工藝環節。
由于工藝、設備的針對性,鋼質凈化及成分控制更加有效,會對成品鋼材的品質、韌性和耐磨性的提升。
3、連鑄
連鑄里,合格鋼水結晶直接得到尺寸合適的鋼坯。連鑄鋼坯的鑄態組織的構成、比例,晶粒大小、雜質的分布、中心疏松情況除了對后續軋鋼過程的進行會產生影響外,還對成品鋼材的性能會產生影響。
連鑄環節的鋼強化應該落實在鑄態組織的控制上,而鑄態組織是可以通過不斷的改良設備、優化工藝(澆注溫度、澆注速度、冷卻制度)、精細操作而愈加合理的。