钢铁是创造现代文明的基础材料。足够数量的优质钢铁是各国实现工业化的必要条件。洁净钢是近年来发展最迅速、应用较广泛、最富有活力的钢材品种之一。洁净钢是在低碳钢或超低碳钢的基础上用物理化学的方法添加杂质脱除剂,把钢内杂质元素S、O、N、P、H降低,并与控轧控冷工艺相结合,来实现其高强度、高韧性,从而使钢的综合性能得以提高。如何去除钢内的夹杂物提高其性能,是洁净钢面临的关键问题。本课题研究在一种低碳钢中加入自我研究设计的复合元素杂质脱除剂。首先根据冶金物理化学反应原理设计复合元素杂质脱除剂的成分及比例,确定合理的熔炼工艺制度,分析主要杂质元素S、O、N的脱除效果,并进行相关的热力学计算。然后在真空感应炉中熔炼,在超低碳钢熔炼的过程中加入该脱除剂。成分分析结果表明低碳钢中的硫含量可以降低到10×10-6,氧含量可以降低到19×10-6,氮含量可以降低到13×10-6,达到预期的目标。确定了一种实验室的方法将杂质脱除剂加入钢液中。通过采用一种控轧控冷工艺将实验室熔炼的钢经奥氏体化后,进行轧制,在随后的冷却过程中,形变奥氏体发生转变,其钢的组织由块状铁素体与粒状贝氏体组成。实验钢拉伸断口形貌是韧窝断口特征,没有添加复合杂质脱除剂的较加入复合杂质脱除剂的低碳钢而言,随着炼钢精炼剂AD-20-粉(脱除剂内含有)的含量减少,对应屈服强度和抗拉强度先增大而后减小。炼钢精炼剂AD-20-粉的含量为1%时,硫元素去除效果明显高于其他,屈服强度和抗拉强度达到最大,抗拉强度为685MPa,屈服强度达到560 MPa。尽管延伸率和冲击韧性有所降低,但钢综合力学性能达到最佳,析出强化和细晶强化起主要的强化作用。