近年来由于国内汽车工业的飞速发展,汽车用钢材的需求迅猛增长。易切削非调质钢是汽车中广泛使用的一类钢种,主要用于制造曲轴、连杆等零部件。但由于我国对于易切削非调质钢的研究起步较晚,生产水平相对落后。目前,国产易切削非凋质钢中硫化物多以长条状形态分布,严重影响钢材的横向力学性能和切削性能。 本文分析了国际先进水平的进口产品的实物特征,并结合前人的研究基础,展开了易切削非调质钢硫化物形态控制研究,期望能够对实际生产中硫化物控制提供理论参考。 通过对兴澄特钢生产的易切削非调质钢成品和连铸坯的深入分析,并与国际先进实物样品进行对比,发现目前兴澄的连铸坯中硫化物主要以沿晶界析出的杆状共晶产物为主。这种硫化物极易变形,轧制变形后在成品中呈长条状沿轧制方向分布,导致成品轧材各向异性明显。 大生产工艺实验结果显示精炼过程(LF)的增硫方式的不同,连铸工艺参数如过热度、电磁搅拌等参数的微小波动对成品中硫化物最终形态分布影响不大。 通过实验室的小炉熔炼实验研究了合金元素对硫化物形成的影响。实验结果表明钢液中的氧含量对硫化物铸态形貌影响较大。氧含量较高时,易形成球状硫化物。采用Al或A-Si脱氧降低了钢液中溶解的氧含量,促进硫化物以共晶反应生成,硫化物形貌呈杆状。利用Ca处理对氧化物的强烈变性作用,能够促进硫化物以氧化物为核心析出,形成复合结构的硫化物。对Ca-Al-S-O体系进行热力学理论计算,计算结果与实验中观察到的现象吻合。热模拟的实验结果也表明,球状或液滴状析出的硫化物抗变形能力要好于共晶的杆状硫化物。 根据上述试验结果,进行了一轮Ca-Si变质处理生产性实验。实验结果显示Ca-Si处理可显著改善易切削钢中的硫化物分布,降低其长宽比(L/W),并且可以提高其强度和冲击韧性等力学性能。