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2 　鋼中顯微夾雜物的粒度分布及變化情況
　　鋼中夾雜物的大小直接影響鋼材的質(zhì)量和性能。大顆粒夾雜物對(duì)鋼的疲勞性能、加工性能、切削性能、焊接性能以及塑性和韌性都有明顯的影響。相對(duì)而言，顯微夾雜物對(duì)鋼材各項(xiàng)性能的影響較小。潔凈鋼的冶煉過(guò)程就是在鋼水澆鑄前去除大部分粒徑較大的夾雜物，而適當(dāng)允許小顆粒夾雜物的存在。顯微夾雜物的尺寸分布比夾雜物總量對(duì)鋼材質(zhì)量的影響大。當(dāng)鋼中顯微夾雜物的粒徑小到一定程度時(shí)，它們還可以在鋼水凝固過(guò)程中作為形核中心改善鋼材的質(zhì)量和性能。“氧化物冶金”即是通過(guò)在鋼中形成超細(xì)的(粒徑小于3μm)且均勻分布的氧化物夾雜，以改變鋼的組織和晶粒度，使鋼材具有良好的韌性、較高的強(qiáng)度及優(yōu)良焊接性的一種冶金方法。
　　通常認(rèn)為鋼中粒徑在1-50μm的非金屬夾雜物都屬于顯微夾雜物。對(duì)于高品質(zhì)特殊用途鋼種，鋼中粒徑小于10μm的顯微夾雜物占有非常大的比例。表l為國(guó)內(nèi)幾種特殊鋼中顯微夾雜物的粒徑分布。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　表1  鋼中顯微夾雜物的粒徑分布(相對(duì)比率/%)

    　從表1可以看出：對(duì)于軸承鋼、薄板鋼這些高品質(zhì)鋼種，鋼中粒徑小于5μm的顯微夾雜物占85%以上，粒徑在5-10μm的顯微夾雜物約占10%，粒徑大于10μm的顯微夾雜物不足5%，即鋼中95％以上的顯微夾雜物粒徑小于10μm。相對(duì)于普通鋼種，軸承鋼、薄板鋼對(duì)于鋼中顯微夾雜物的粒度分布要求較高，這主要與它們使用環(huán)境和使用條件有關(guān)。軸承受力狀況不穩(wěn)定，夾雜物導(dǎo)致的表面及內(nèi)部缺陷會(huì)在很大程度上縮短產(chǎn)品的使用壽命；夾雜物粒徑大會(huì)造成薄板鋼軋制過(guò)程或使用過(guò)程中應(yīng)力集中，大大增加產(chǎn)品的次品率并降低產(chǎn)品的使用性能，夾雜物粒徑越小，分布越均勻，鋼的抗疲勞性能越強(qiáng)，應(yīng)力越均勻，綜合使用效果越好。
　　目前，鋼中顯微夾雜物的控制和去除難度較大。在冶煉過(guò)程中，鋼水溫度、鋼中成分含量、鋼包吹氬操作、中間包結(jié)構(gòu)以及鑄坯冷卻速率等因素均對(duì)鋼中顯微夾雜物的粒徑分布有明顯影響。表2是采用LF-VD-中間包工藝生產(chǎn)軸承鋼時(shí)各工序鋼中顯微夾雜物的粒徑分布。

　　　　　　　　　　　         表2  GCrl5冶煉各工序中顯微夾雜物的粒徑分布(相對(duì)比率/%)

　　從表2中可以看出，隨著鋼水處理過(guò)程的進(jìn)行，鋼中粒徑小于5μm的顯微夾雜物的比例隨精煉過(guò)程的進(jìn)行呈上升趨勢(shì)，粒徑為5-10μm和＞10μm的顯微夾雜物的比例呈下降趨勢(shì)。改善鋼水流動(dòng)狀況有利于鋼中顯微夾雜物的碰撞、聚集、長(zhǎng)大，LF精煉時(shí)由鋼包底吹入的氬氣泡和VD處理時(shí)形成的CO氣泡本身及其引起的鋼水流動(dòng)均有利于顯微夾雜物的碰撞長(zhǎng)大，中間包內(nèi)擋墻和擋壩的安放也有利于改善中間包內(nèi)鋼水流動(dòng)狀況，進(jìn)而促進(jìn)顯微夾雜物的碰撞長(zhǎng)大。根據(jù)斯托克斯公式，夾雜物的上浮速度與其半徑的平方成正比。在處理后期，長(zhǎng)大的顯微夾雜物通過(guò)氣泡吸附或鋼水流動(dòng)進(jìn)入淹層而被除去，粒徑小于5μm的顯微夾雜物很難被除去，粒徑小于5μm的顯微夾雜物比例增加。