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超低氧特殊鋼中非金屬夾雜物研究用于制作軸承、彈簧、齒輪、傳動(dòng)軸等機(jī)械設(shè)備零部件的特殊鋼，要求具備優(yōu)良的抗疲勞破壞性能，必須對(duì)鋼中非金屬夾雜物嚴(yán)格控制，包括夾雜物數(shù)量、尺寸、性能等。20世紀(jì)80年代日本山陽特殊鋼公司發(fā)現(xiàn)將軸承鋼w(O)降低至超低含量范圍(0.0004%～0.0007%)，可以大幅提高軸承疲勞壽命。其后十幾年里，降低氧含量一直是軸承鋼等特殊鋼冶金質(zhì)量的控制重點(diǎn)。 北京科技大學(xué)的學(xué)者針對(duì)超低氧含量特殊鋼中大型非金屬夾雜物問題開展了相關(guān)工業(yè)試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室研究，研究結(jié)果表明:1)當(dāng)鋼液w(T.O)低于(13～15)×10-6后，通過LF精煉進(jìn)一步降低鋼液總氧和夾雜物含量變得困難。而ＲH真空精煉在鋼液超低氧含量條件下則具有非常強(qiáng)的進(jìn)一步降氧和去除夾雜物的能力，將RH精煉時(shí)間延長(zhǎng)至33min左右，鋼液w(T.O)降至4.7×10-6，尺寸1.5μm以上夾雜物數(shù)量減少至1.77個(gè)/mm2。2)超低氧特殊鋼中夾雜物在鋼液二次精煉過程會(huì)經(jīng)歷“Al2O3→MgO-Al2O3→CaO-MgO-Al2O3→CaO-Al2O3”轉(zhuǎn)變，其中Al2O3向MgO-Al2O3系夾雜物轉(zhuǎn)變是由于鋼液[Mg]與Al2O3夾雜物的反應(yīng)，而[Mg]主要來源于[Al]還原鋼包包襯MgO的反應(yīng)。3)在w(T.O)=5.9×10-6的特殊鋼連鑄圓坯試樣中檢測(cè)到尺寸100～330μm的大型簇群狀CaO-MgO-Al2O3系夾雜物，構(gòu)成簇群的微小顆粒與鋼液中微小夾雜物類似，表明是在連鑄過程由鋼液中微小夾雜物聚合而成。4)經(jīng)過RH精煉，鋼中夾雜物絕大多數(shù)已轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)CaO-Al2O3系夾雜物，而連鑄過程發(fā)生的二次氧化，會(huì)將鋼中夾雜物轉(zhuǎn)變?yōu)楦呷埸c(diǎn)的CaO-Al2O3系、MgO-Al2O3系或CaO-MgO-Al2O3系固態(tài)夾雜物，固態(tài)夾雜物更易聚合為大型夾雜物，因此在超低氧特殊鋼生產(chǎn)中必須非常嚴(yán)格地控制二次氧化。
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