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以石钢改善45钢切削性为立题依据,以寻求改善钢材切削性能方法为主要研究内容,在分析研究了改善钢材切削性机理的基础上,提出针对石钢45钢改善其切削性能的试验方案及措施。在实验室条件下深入研究了在钢中形成纺锤形及球形有利于钢材切削性能改善的夹杂物的条件及其实现工艺方案。
研究了钢液增硫及钙处理对钢中夹杂物性质的影响及其进而对钢材切削性能的影响,得出了合理的试验参数,为制定下一步工厂试验提供可靠的理论依据。
试验分别在10kg中频感应炉及1kg碳管炉中进行,前者主要完成了在实验室条件下冶炼45钢的成分摸索试验及初步的硫系、硫-钙系正式试验,并对试验钢样中夹杂物进行了金相及扫描电镜观察,总结了试验工艺与钢中夹杂物性质的关系。而后者是在前者的基础之上深入的研究了钢中形成有利夹杂的工艺条件,并对夹杂物在钢中的形态、分布、尺寸、成分、组成做了更为细致的研究。
试验结果表明钢中夹杂物的形态与钢中初始氧含量及其脱氧方式有关,从试验可知钢中初始氧含量为100~200×10-4%,且采用先弱后强的脱氧方式更有利于纺锤型夹杂物的形成。钢液经钙处理后夹杂物更加细小、球化,纺锤率平均值大大增加且夹杂物数量也相应减少,其组成主要为芯部是钙铝酸盐外围包裹有硫化物(Mn,Ca)S的复合夹杂物,而此类夹杂物既有利于改善钢材切削性能又对钢材力学性能不会造成过多影响。初步的切削对比试验及力学性能检测试验证实了上述结论。